研究表明：星系合併時噴出的氣體，阻止新恆星形成--橢圓星系中充滿了非常古老的恆星。
圖片來源：歐洲南方天文台
橢圓星系裡沒有新恆星？星系合併時噴出的氣體，可能阻礙新恆星的形成。
當今宇宙中的大多數恆星都是在被稱為橢圓星系的大質量星系中發現的，橢圓星系因其拉長的圓形形狀而得名。與我們的銀河系不同，橢圓星系的邊緣是平滑的，它是一個螺旋狀的星系，從中心向外延伸。
乍一看，這些星系可能看起來像是簡單的系統。然而，它們是宇宙中最神秘的物體之一。橢圓星系擁有極為古老的恆星，並且不會形成新的恆星。
這些死亡星系究竟是如何形成的，這是觀測天文學家和理論天文學家們長期以來一直試圖回答的問題。我們發表在《自然天文學》上的新研究可能有助於解決這一難題。
當星系中巨大的氣體雲在重力作用下坍塌時，恆星就會形成；最終，足夠的質量聚集在一起，形成了一顆恆星。但星系需要氣體來實現這些。我們的團隊探測到一個名為ID2299的星系，它噴出了近一半的氣體形成恆星。這個星系每年釋放出相當於10000個太陽的氣體，不包括該星系所占冷氣體總量的46%。
由於星系也在快速地形成恆星，速度是銀河系的數百倍，所以剩下的氣體將很快被消耗掉。按照目前的速度，ID2299將在數千萬年內消失。這比星系中恆星形成的常規區間段（幾十億年）要快得多。
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潮汐尾
這種異常的大規模拋射是由潮汐尾引起的，潮汐尾是星系與另一個星系合併時產生的。潮汐尾是恆星和氣體形成的細長流，延伸到星際空間。這是相互作用產生的潮汐力的結果，就像月球對地球的潮汐拉力一樣。
潮汐尾通常出現在附近的合併星系中，由於它們的光度很低，很難在遙遠的宇宙中識別它們。幸運的是，儘管ID2299是在宇宙只有45億年時候被觀測到的（我們的宇宙現在大約是140億歲），我們還是能夠在它剛開始發生的時候看到這種噴射，那時這些尾巴通常是最明亮的。
我們通過由阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列（ALMA）組成的星系調查發現了這個特殊的星系，該陣列旨在研究遙遠宇宙中100多個星系中冷氣體的性質。來自ALMA的數據提供了恆星形成的冷氣體光譜。我們觀察到，這條噴射線是一條寬發射線，顯而易見，它靠近與星系有關的發射線。從這個光譜中，我們能夠測量噴射氣體的質量和速度。
這是我們第一次在遙遠的宇宙中觀察到一個典型的大質量恆星形成的星系，它將因為大規模的冷氣噴射而死亡。我們的研究提供了一個重要的觀測證明，證明星系可以因氣體噴出而停止形成恆星。
模擬演示和先前的觀測結果表明，氣體噴射與銀河風有關，銀河風是由氣體吸積到超大質量黑洞或者是由強恆星形成產生的。在我們的研究中，我們發現銀河風無法解釋ID2299中探測到的噴射。因此，這些結果可能會導致我們對星系如何停止形成恆星的理解發生改變。
我們的研究表明，合併在星系的演化中起著至關重要的作用，因為它們能夠從星系中排出大量氣體，阻止恆星形成並影響星系生長。
未來隨著更深入、更高解析度的數據研究，我們將會更好地了解ID2299噴出的氣體動力學。觀察其他遙遠星系中更多的噴出物對了解這些現象的普遍性也很重要。
相關知識
星系是由恆星、恆星遺骸、星際氣體、塵埃和暗物質等組成，並受到引力綁定的系統。Galaxy 這個詞源於希臘 galaxias，字面的意思是「銀河」。星系的大小從只有幾億顆恆星的矮星繫到擁有上兆顆恆星的巨大星系，都繞著其質量中心運行。銀河系是包括地球在內的太陽系所在的星系。銀河系以外的星系被合稱為河外星系。
BY:Annagrazia Puglisi
FY: 瑞琦琦
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