星系也会出气？不是那个气，而是这个气

研究表明：星系合并时喷出的气体，阻止新恒星形成--椭圆星系中充满了非常古老的恒星。

图片来源：南方天文台

(资料图)

椭圆星系里没有新恒星？星系合并时喷出的气体，可能阻碍新恒星的形成。

当今宇宙中的大多数恒星都是在被称为椭圆星系的大质量星系中发现的，椭圆星系因其拉长的圆形形状而得名。与我们的银河系不同，椭圆星系的边缘是平滑的，它是一个螺旋状的星系，从中心向外延伸。

乍一看，这些星系可能看起来像是简单的系统。然而，它们是宇宙中最神秘的物体之一。椭圆星系拥有极为古老的恒星，并且不会形成新的恒星。

这些死亡星系究竟是如何形成的，这是观测天文学家和理论天文学家们长期以来一直试图回答的问题。我们发表在《自然天文学》上的新研究可能有助于解决这一难题。

当星系中巨大的气体云在重力作用下坍塌时，恒星就会形成；最终，足够的质量聚集在一起，形成了一颗恒星。但星系需要气体来实现这些。我们的团队探测到一个名为ID2299的星系，它喷出了近一半的气体形成恒星。这个星系每年释放出相当于10000个太阳的气体，不包括该星系所占冷气体总量的46%。

由于星系也在快速地形成恒星，速度是银河系的数百倍，所以剩下的气体将很快被消耗掉。按照目前的速度，ID2299将在数千万年内消失。这比星系中恒星形成的常规区间段（几十亿年）要快得多。

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潮汐尾

这种异常的大规模抛射是由潮汐尾引起的，潮汐尾是星系与另一个星系合并时产生的。潮汐尾是恒星和气体形成的细长流，延伸到星际空间。这是相互作用产生的潮汐力的结果，就像月球对地球的潮汐拉力一样。

潮汐尾通常出现在附近的合并星系中，由于它们的光度很低，很难在遥远的宇宙中识别它们。幸运的是，尽管ID2299是在宇宙只有45亿年时候被观测到的（我们的宇宙现在大约是140亿岁），我们还是能够在它刚开始发生的时候看到这种喷射，那时这些尾巴通常是最明亮的。

我们通过由阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）组成的星系调查发现了这个特殊的星系，该阵列旨在研究遥远宇宙中100多个星系中冷气体的性质。来自ALMA的数据提供了恒星形成的冷气体光谱。我们观察到，这条喷射线是一条宽发射线，显而易见，它靠近与星系有关的发射线。从这个光谱中，我们能够测量喷射气体的质量和速度。

这是我们第一次在遥远的宇宙中观察到一个典型的大质量恒星形成的星系，它将因为大规模的冷气喷射而死亡。我们的研究提供了一个重要的观测证明，证明星系可以因气体喷出而停止形成恒星。

模拟演示和先前的观测结果表明，气体喷射与银河风有关，银河风是由气体吸积到超大质量黑洞或者是由强恒星形成产生的。在我们的研究中，我们发现银河风无法解释ID2299中探测到的喷射。因此，这些结果可能会导致我们对星系如何停止形成恒星的理解发生改变。

我们的研究表明，合并在星系的演化中起着至关重要的作用，因为它们能够从星系中排出大量气体，阻止恒星形成并影响星系生长。

未来随着更深入、更高分辨率的数据研究，我们将会更好地了解ID2299喷出的气体动力学。观察其他遥远星系中更多的喷出物对了解这些现象的普遍性也很重要。

相关知识

星系是由恒星、恒星遗骸、星际气体、尘埃和暗物质等组成，并受到引力绑定的系统。Galaxy 这个词源于希腊 galaxias，字面的意思是“银河”。星系的大小从只有几亿颗恒星的矮星系到拥有上兆颗恒星的巨大星系，都绕着其质量中心运行。银河系是包括地球在内的太阳系所在的星系。银河系以外的星系被合称为河外星系。

BY:Annagrazia Puglisi

FY: 瑞琦琦

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