星系之死,始于核心

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2016-02-13 16:56:05 | 作者:gohomeman1 译 | 来源:哈勃欧洲信息中心 | 浏览:2085次 ]

原文标题:Death of giant galaxies spreads from the core

原文作者:Sandro Tacchella,Marcella Carollo;MGeorgia Bladon,Richard Hook

副标题:Hubble and VLT observations show that star formation shuts down in the centres of elliptical galaxies first

哈勃和VLT的观测表明,椭圆星系的恒星诞生之火先从核球区熄灭

来自:哈勃欧洲信息中心; 发表时间:2015.4.16

翻译:gohomeman1  审校:Linq(编译版权所有,未经许可请勿转载)

天文学家首次阐明了已经"死亡"星系的恒星诞生活动是如何在几十亿年前窒息的。借助美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃望远镜、和欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT),138亿年前宇宙大爆炸后30亿年间,那些椭圆星系的外围仍在孕育恒星,但内核区已经一片死寂。看来恒星孕育之火首先在核球区熄灭,再蔓延到外围。研究报告将发表在2015.4.17的《科学》期刊上。

哈勃ACS拍摄的IC2006。大图:19.4MB,版权:NASA,ESA;研究者团队,下同。

本图由哈勃高级巡天相机(ACS)的广域通道(WFC)拍摄,自然配色:475nm(纳米)的蓝光,配色蓝;814nm的近红外光,配色红;蓝+红人工配色层,绿。IC 2006属于标准的巨椭圆星系,天球坐标:赤经3时54分28.41秒,赤纬 -35°58′1.24″。

天文学的多个重要之谜,归集于当代普遍存在的、死气沉沉的巨椭圆星系,是如何熄灭其曾经熊熊燃烧的恒星诞生之火的。这类星系以其外形命名,其代表性星系的整体质量约为我们银河系的10倍,看起来就像一个极为巨大的银河系核球(原文说恒星密度为银河系的10倍,但从PDF中没找到相关内容,原文译者认为无根据,译注)。

天文学家把这些巨型星系归类为红色的已死星系,因为它们有着大量 古老红色恒星,严重缺乏蓝色的年轻恒星,恒星孕育活动更是一点都没有。根据对那些红色恒星的年龄估计,可推测出宿主星系早在100亿年前就终结了恒星形成活动。然而这个终结期恰好在宇宙的恒星诞生高峰期,当时大多数星系以比当前快20倍的速度疯狂制造恒星。

研究报告首席作者、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的Sandro Tacchella 介绍说:“暮气沉沉的巨椭圆星系却含有宇宙诞生以来全部制造恒星的一半。假如我们不能弄清这些星系的来龙去脉,我们就无法理解宇宙为何演化为现在的模样。”

桑德罗(Sandro)和他的同事们观测了宇宙大爆炸后30亿年间的22个星系(注1),质量有大有小。他们使用哈勃的第三代广域相机(WFC3),彻底摆脱地球大气对星系图像的干扰——WFC3能够产生精细的近红外图像,揭示那些古老恒星当年在活跃的恒星孕育星系中的空间定位(因为红移,这些星光基本都在红光、红外波段)。

研究员还使用ESO甚大望远镜上的近红外全视场积分光谱仪(SINFONI)收集星系的光谱,以精确定位恒星孕育区。VLT拥有自适应光学辅助(AO)技术,能大幅度削减大气的扰动效应,SINFONI仪因此可精确测量那些遥远星系。

Sandro Tacchella团队报告刊登在2015.4.16版的《科学》上,标题:“大爆炸后30亿年期间,星系核球成熟、自内而外熄火的证据。”

研究报告合作者、同样来自联邦理工学院的Marcella Carollo继续解说:“哈勃能以惊人的精度向我们展示星系中的恒星分布情况,将此与SINFONI仪的数据相匹配,就能准确定位恒星诞生区。将两大望远镜的能力相组合,我们就能比以前更精准地探查星系中的成员。”

星系死亡演示图。星系核心首先由红色的老年恒星构成,年轻恒星不再出现;直到最后整个星系都由老年恒星组成。大图:25.9MB

根据获得的新数据,样本中那些大质量的(椭圆)星系,在其外围仍稳定地形成恒星;但在其最稠密的核心区,恒星诞生活动已终止。

意大利国家科学院天体物理研究所帕多瓦(Padova)天文台的Alvio Renzini总结道:“新演示的巨椭圆星系中恒星诞生活动自内而外停止的性质,阐明了天文学家长期争议的、巨型星系的内部潜在机制。”

主流理论认为,导致巨椭圆星系变得红而垂死的原因是,恒星诞生所需的材料被星系中心的超级黑洞狼吞虎咽时产生的狂暴能量所吹散。另一种假说认为,新鲜气体停止落入,星系没有了孕育新恒星的原料。

研究报告合作者、德国加尔兴市马克斯-普朗克研究院外太空物理研究所的Natascha Förster Schreiber总结说:“有许多不同的假说猜测导致巨椭圆星系凋亡的物理机制,发现它的恒星孕育过程从中心开始熄灭并向外扩展,是了解宇宙为何变成当前模样的非常重要的一步。”

附注

1、基于宇宙年龄约为138亿岁,所以团队的研究样本,普通都是它们100亿年前的模样。

Tags:光谱 巨椭圆星系 星系

责任编辑:gohomeman1

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