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星系“熄火”之谜新解:FAST等望远镜助力揭秘恒星诞生“暂停键”

时间:2026-04-28 02:16:15来源:快讯编辑:快讯

宇宙中,星系的演化历程充满神秘色彩,其中后星暴星系的快速熄火现象,更是引发了天文学家们的强烈好奇。这类星系曾经历过恒星形成的狂欢,大量炽热年轻的恒星如璀璨星辰般诞生,然而在短时间内,恒星孕育活动却戛然而止,仿佛一场盛大派对突然散场,只留下一片寂静,这背后的原因一直是天文学界亟待破解的谜题。

恒星诞生于致密低温的氢分子云中,冷气体是恒星形成的本源原料。一旦星系耗尽这类气体,或者气体结构被破坏、无法凝聚,恒星形成活动便会停止。此前,针对这类处于演化过渡期的星系研究存在诸多问题。不同研究采用的筛选标准不统一,观测灵敏度有差异,样本规模也较小,导致研究结论相互矛盾,难以形成统一认知。甚至有观点认为,部分星系即便气体充足,也无法孕育新恒星,这让科学家们困惑不已。

不过,有研究发现,一些看似气体充足却陷入沉寂的星系,其恒星形成活动可能被厚重的尘埃云遮蔽,在光学观测中难以察觉。这表明,过往的观测手段存在局限,使得我们对星系演化的认知存在巨大空白。

为了揭开后星暴星系快速熄火的神秘面纱,一项名为EMBERS I的研究应运而生。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。他们决定从多维度、全方位开展研究,首次对大样本、精准筛选的后星暴星系进行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,并依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。氢原子气体是未来恒星形成的广阔储备源,其更为弥散、温度更低。为了探测这种气体,团队借助了中国500米口径球面射电望远镜(FAST)的超强观测能力。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。天文学家通常会借助一氧化碳(CO)作为示踪物,就像烟雾报警器一样,探测到一氧化碳,就大概率存在随时会坍缩、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。最终,团队全新完成52组观测,结合9组存档观测数据,构建起包含61个星系的研究样本库。

研究取得了关键性发现: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。这有力地印证了一个结论:星系快速熄火的关键原因,是耗尽了孕育恒星的气体原料,就如同宇宙造星盛宴落幕,是因为星系的“能量补给站”彻底空了。

但故事并非如此简单。研究发现,后星暴星系的冷气体储备存在极大差异。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%,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。这意味着星系快速熄火并非只有单一成因,部分星系因气体大量流失,恒星形成活动可能彻底终结;而另一些仍保留大量气体的星系,则有可能迎来演化的第二阶段,恒星形成活动或再度重启,只是短暂休眠,而非永久消亡。

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