星系死于“絞殺”:氣體供應停止導致逐步走向衰亡


星系死于“絞殺”:氣體供應停止導致逐步走向衰亡

星系死于“絞殺”:氣體供應停止導致逐步走向衰亡(配圖)
(報道)據中國科學報(趙熙熙):一些星系能夠孕育新的恒星,然而許多其他的星系在很久之前便已經不再形成新的恒星 。像銀河系這樣活的星系存在非常多的冷氣體(主要成分是氫),它是形成恒星所必需的原材料 。
【星系死于“絞殺”:氣體供應停止導致逐步走向衰亡】天文學界此前提出了兩個假說來解釋星系的死亡方式:一種情況是在某種內力或外力作用下,冷氣體突然間被從星系中“抽出”,導致星系瞬間死亡;另一種情況則是冷氣體的供應停止了,沒有新的氣體補充,星系在“緩慢窒息”中逐步走向衰亡 。
那么這些星系究竟為什么會停止工作?劍橋大學和愛丁堡皇家天文臺的Y.Peng、R.Maiolino和R.Cochrane日前在《自然》雜志網絡版上報告指出,在大多數情況下 , 你可以將這一切歸咎于一種被稱為“絞殺”的現象 , 即氣體不再在這些星系中停留,從而剝奪了它們制造新恒星所需的新物質 。
研究人員是在將3905個生成恒星的星系與22618個不再從事恒星制造工作的星系進行對比后得出這一結論的 。
研究人員注意到,對于那些質量不超過銀河系兩倍的星系(絕大多數星系都是如此)而言,其中能夠形成恒星的星系要比那些質量相同的沉寂星系擁有更少的鐵和其他重金屬元素 。
在這一模式下,天文學家推斷,不斷墜落的氣體能夠維持星系制造恒星的能力,同時這些氣體含有很少的鐵并因此能夠稀釋一個星系的鐵豐度;而一旦氣體停止墜落,則星系中的鐵豐度會隨著制造這種元素的爆發星的爆發而逐漸升高 。
據介紹,星系中的金屬物質是觀察恒星形成歷史的重要標記物——星系中形成的恒星越多 , 所含的金屬物質就越多 。如果星系是“緩慢窒息”而死,其中的金屬物質含量仍會不斷上升 , 直到一段時間后才會停止,也就是說恒星形成過程會一直持續到星系中所剩冷氣體完全耗盡為止 。
研究人員對比了活星系和死亡星系的金屬含量差別以及其中的恒星年齡差異 。他們發現 , 星系死亡的原因更符合第二種假說,即“緩慢窒息”而死,這也是天文學界首次找到確切證據顯示星系如何死亡 。
這項研究發現,從氣體停止向星系中墜落到星系停止制造恒星,這之間已經過去了40億年 。以銀河系為例,大量的氣體正在下雨一般墜落其中,因此我們的星系并不會馬上死去 。研究人員下一步計劃找出導致星系死亡的“元兇”——是什么原因導致冷氣體供應停止 。