ITBear旗下自媒体矩阵:

中国天眼FAST助力天文学界 揭开星系“快速熄火”神秘面纱

   时间:2026-04-28 11:40:19 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚宇宙中,星系的演化犹如一部宏大而神秘的史诗,而后星暴星系则是其中极为独特且引人入胜的篇章。这些星系曾经历过恒星形成的狂欢盛宴,短时间内诞生了大量恒星,可如今却几乎停止了新的恒星孕育活动,如同盛大的舞会突然音乐停止、灯光熄灭,只留下一片寂静,这种戏剧性的转变被天文学家形象地称为“快速熄火”。

后星暴星系在宇宙中极为稀少,在所有星系中的占比不到1%。数量的稀缺给相关研究带来了巨大挑战。早期,天文学家主要依靠光学波段观测来识别这类星系,通过分析炽热年轻的A型恒星产生的强吸收谱线,并结合无明显恒星形成活动发射谱线的特征进行判断。然而,这种多年前的观测方法存在明显缺陷,常常会遗漏大量后星暴星系,导致人类对这类天体的认知始终不够完整。

恒星形成并非凭空发生,其本源原料是冷气体,具体来说是致密、低温的氢分子云。一旦星系耗尽这类分子气体,或者气体结构被扰乱而无法汇聚凝聚,恒星形成活动就会停止。此前,针对处于演化过渡期的后星暴星系的研究状况较为混乱。不同研究采用的筛选标准不统一,观测灵敏度存在差异,研究样本规模也往往过小,这使得研究结论相互矛盾,难以形成清晰统一的认知。甚至有观点提出,部分星系即便气体充足,也无法孕育新恒星,这让研究恒星诞生机制的科学家们困惑不已。

不过,后续研究发现,许多看似气体充足却陷入沉寂的星系,实际上仍在孕育恒星,只是恒星形成活动被厚重的尘埃云遮蔽,在光学观测中难以被发现。这表明过往的观测存在很大局限性,使得人类在星系演化的认知上留下了巨大空白。

为了破解后星暴星系快速熄火的谜团,一项名为EMBERS I的研究展开了精妙的天文探案工作。该研究由维多利亚大学的本・F・拉斯穆森领衔,来自空间望远镜科学研究所、圣安德鲁斯大学等机构的科研人员共同参与。团队决定从多维度、全方位入手,首次对大样本、精准筛选的后星暴星系开展统一的原子气体与分子气体普查观测。

研究团队首先从斯隆数字巡天数据库中筛选出114个候选星系,并根据恒星质量和距离进行精细甄别。随后,便开启了漫长而艰巨的观测工作。为了探测氢原子气体,这种更为弥散、温度更低的气体是未来恒星形成的最初储备源,团队借助了中国500米口径球面射电望远镜(FAST)的强大观测能力。这口直径达500米的巨型抛物面射电天线,能够捕捉遥远天体发出的微弱信号。

然而,真正作为造星原料的是氢分子,而氢分子很难直接观测到。因此,天文学家会借助一氧化碳(CO)作为可靠的示踪物,就像把一氧化碳看作分子云的烟雾报警器,只要探测到一氧化碳,就大概率存在会坍缩并孕育恒星的氢分子云。为了精准测量一氧化碳的辐射信号,拉斯穆森团队依托西班牙毫米波射电天文研究所30米望远镜,累计观测时长高达188.9小时,分四次完成观测立项。科研人员无数个日夜坚守天文台,凝望深空。团队全新完成了52组观测,再结合9组存档观测数据,最终构建起包含61个星系的研究样本库。

经过深入研究,团队取得了关键性发现:平均而言,与仍在活跃孕育恒星的前身星系相比,后星暴星系的氢分子气体含量显著减少,其分子气体储量比同等恒星质量、仍持续造星的星系少3至6成。这一发现有力地印证了一个核心结论:星系快速熄火的关键原因在于耗尽了孕育恒星的气体原料,就像宇宙中的造星盛宴落幕,是因为星系的“能量补给站”彻底空了。

但研究还发现,并非所有后星暴星系都彻底耗尽了气体。这类星系的冷气体储备呈现出极大的差异性,部分星系即便经历了剧烈的恒星形成骤停,其分子气体占恒星总质量的比例最低仅有2%,而最高探测值竟可达250%。这表明,虽然从整体平均水平看,后星暴星系普遍缺乏造星气体,但个体演化轨迹却千差万别。星系快速熄火并非只有单一成因,对于部分星系,熄火或许不可逆,因气体大量流失,恒星形成活动彻底终结;而另一些仍保留大量气体的星系,则存在复苏的可能,有望迎来演化的第二阶段,恒星形成活动或再度重启,这类星系只是短暂休眠,而非永久消亡。

 
 
更多>同类资讯
全站最新
热门内容
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  版权声明  |  争议稿件处理  |  English Version