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XMM-2599由活跃走向沉寂,究竟为何?

2020/7/16 17:59:19 来源:原创 浏览:

简介:XMM-2599是宇宙早期形成的超大质量星系,同期形成的星系大多数都会产生新的星系,该星系却陷入了休眠状态。科学家们目前还不知道XMM-2599为什么不再产生新的星系,也不知道该星系未来会如何演化。对这个星系的研究,或许会改变我们目前对超大质量星系的理解。

一个质量是银河系六倍的星系突然停止了产生恒星,没有人知道原因。

灰暗的恒星形成的星系的图片。

(图片: © NRAO/AUI/NSF/B. Saxton; NASA/ESA/R. Foley; NASA/StScI.)

在我们的宇宙快要十亿岁时,一个不寻常的星系形成了并以惊人的速度产生新的恒星。然后,根据一项新的研究,仅仅八亿年后,这个超大质量的星系突然沉寂了下来。

这个巨大的星系被称为XMM-2599,在早期宇宙是一个罕见的星系。

塔夫茨大学物理学和天文学教授、合著者丹尼洛·马切西尼在一份声明中说:“一般来说,早期形成的星系质量应该更小,因为目前结构形成的模式是分层次的——小的、低质量的星系将会先形成,然后它们会合并形成更大的星系。” 但是质量是银河系六倍的XMM-2599,完全违背了这些预测。

加州大学河滨分校(UCR)物理学和天文学教授吉莉安·威尔逊在一份声明中说:“一些数值模型预测,这样的巨星星系存在于早期宇宙中,但那些预测的星系将积极产生恒星。让XMM-2599如此有趣、不寻常和令人惊讶的是它不再产生恒星了。”

巨大的,尘土飞扬 不活跃的红色星系 BCG

的恒星形成的星系

超大质量星系XMM-2599可能开始时是一个尘土飞扬的恒星形成星系(左),后来变成了一个死星系(中),并有可能最终成为一个“最明亮的星系团”或BCG(右)。(图片来源:NRAO/AUI/NSF/B.Saxton;NASA/ESA/R.Foley;NASA/StScI。)

研究小组通过测量来自遥远恒星的电磁辐射发现了XMM-2599,这使得研究人员能够确定星系的化学和物理性质,在到达地面仪器之前,辐射必须穿越广阔的空间,这一过程需要花很长一段时间,这意味着,通过光谱测量,科学家们可以看到我们的宇宙在遥远的过去是什么样子。

利用他们的测量结果,研究团队开发了数学模型来预测XMM-2599是如何随时间推移而形成的,“甚至早在宇宙20亿岁之前,XMM-2599就已经形成超过3000亿个太阳的质量,使它成为一个超大质量的星系。” UCR物理学和天文学系博士后研究员、主要作者本杰明·福雷斯特在UCR的声明中说。

福雷斯说,这个模型表明,在宇宙还不到10亿岁的时候,XMM-2599在“巨大的狂暴”中产生了许多恒星。声明指出,在最高峰时期,这个星系每年大量产生1000多个太阳质量的恒星;与此同时,银河系仅仅形成了一颗新的恒星。威尔森说,这个模型预测XMM-2599应该继续产生新的恒星,就像大多数星系在宇宙历史的那个阶段做的那样,然而,这个巨大的星系进入了休眠状态,可能是由于缺乏燃料或是因为其中心的黑洞的活动。

威尔森说:“我们发现XMM-2599处于非活动时期,”当星系不再产生新恒星时,它不会失去任何累积的质量,他补充说。“随着时间推移,[XMM-2599]会在引力作用下吸引附近的星系,成为一个明亮的星系之城吗?”

加州大学欧文分校天文学教授,也是合著者的迈克尔·库珀在UCR的声明中说:“理论上,XMM-2599可能成为‘局部宇宙中最明亮、质量最大的星系团’之一的中心人物,或者,它会继续孤立地存在,又或者,我们会看到一个介于两者之间的情景。”

作者们仍然不知道XMM-2599不再产生恒星的原因,这个星系在未来将会如何演化,他们的结论是,考虑到这个星系突然变得不活跃,XMM-2599的存在挑战了我们目前对于超大星系在早期宇宙是如何形成和演化的理解。

作者: Nicoletta Lanese - Staff Writer

FY: wertui

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