「寂靜星系」提早熄火、停止成長 台大研究破解天文學界謎團
【記者王良博/台北報導】宇宙大爆炸後的幾十億年,多數星系不斷生成新的恆星,但卻有些「寂靜星系」早早停止成長,成為天文學界謎團。台大天文物理研究所助理教授吳柏鋒先前發現一個特殊的星系,正快速排空氣體儲備,停止恆星的形成,此星系是人類至今發現,距離地球最遠、最早期的同類天體,這項發現解釋了最早期寂靜星系的形成,也提供揭開早期宇宙演化機制的線索。
星系是由數十億甚至數千億顆恆星組成的結構,地球和太陽系只是銀河系中數百億顆恆星的渺小一部分,而銀河系也只是宇宙中無數星系中的其中一個,這些龐大的星系是宇宙結構的基本單位。
台大表示,在宇宙137億年的歷史中,大爆炸後的頭幾十億年,是星系誕生的黃金時期,大部分星系都不斷生成新的恆星,但近期研究發現,有些星系在宇宙年齡還不到10億歲,也就是不到宇宙現今年齡的10%時,就已「熄火」停止成長,這些「寂靜星系」為何早早停止成長,是天文學界的一大謎題。
吳柏鋒利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope),揭開這些星系快速熄火的原因,是因為它們的氣體被強大的內部力量迅速「吹走」,因此徹底阻止恆星的誕生。
台大說明,吳柏鋒探索韋伯太空望遠鏡的光譜資料庫,發現一個距離地球約120億光年的寂靜星系,該星系的光來自宇宙年齡15億歲,僅約宇宙現今年齡10%的時期,這個星系的恆星形成速率,在短時間急劇下降,如今幾乎完全停止,星系內的氣體也以每秒超過200公里的極高速度流失,導致形成新恆星的原材料迅速枯竭。
研究還發現,星系中心可能存在一個超大質量黑洞,而黑洞釋放的巨大能量,或許是驅動氣體噴流的主因,將星系內的「燃料」徹底吹散到太空中。
台大指出,吳柏鋒這一發現,為揭示早期宇宙星系快速熄火的核心機制,提供關鍵證據,也為發展早期宇宙的演化理論,提供重要的實證基礎。
吳柏鋒發現的這個星系,是迄今為止觀測到,距離地球最遙遠、最早期、被確認具有強大氣體噴流的寂靜星系。
吳柏鋒表示,預計未來將進一步分析更多類似星系,探索氣體噴流是否普遍存在,以及這些被驅逐的氣體是否可能回流,重新點燃恆星形成,或者會永久逃逸到星系之外,此一研究將有助於人類理解星系如何演變,最終變成人們所熟悉的型態。
這項研究已於1/6發表於《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。