詹姆斯韦伯望远镜发现"杀死星系的风":早期宇宙大质量星系快速死亡之谜
詹姆斯韦伯空间望远镜(JWST)联合阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的最新观测发现,宇宙早期大质量星系中存在一种强大的气体外流,被研究团队称为"杀死星系的风"。这一发现可能解释了为什么许多大质量星系在大爆炸后不久就停止了恒星形成。
该研究由Samantha Mathewson在Space.com报道,发表于2026年6月11日。
发现背景
按照现有的星系演化理论,大质量星系应该在漫长的时间中持续形成恒星。然而天文观测显示,宇宙中大质量星系的数量远少于理论预期,而且许多大质量星系在大爆炸后仅数十亿年就已经"死亡"——停止了新恒星的产生。
天文学家长期猜测,某种机制将星系中的气体吹走或加热,使其无法冷却凝聚成新恒星。但此前缺乏直接观测证据。
JWST和ALMA看到了什么
JWST以其红外波段的高灵敏度,能够穿透早期宇宙的尘埃,观测到遥远星系内部的结构。ALMA则擅长探测毫米和亚毫米波段的辐射,可以追踪冷气体和尘埃的运动。
两台设备联合观测发现,在某些早期大质量星系中,存在速度极高的气体外流。这些外流由宇宙级别的星系合并事件触发——当两个星系碰撞时,中心的超大质量黑洞被激活,产生的能量将大量气体推出星系。
研究团队估计,这些外流能够在数亿年内将星系中的可用气体耗尽,从而使星系迅速停止形成新恒星。
为什么叫"杀死星系的风"
恒星形成需要冷气体在引力作用下坍缩。如果气体被高速吹出星系或被加热到无法坍缩的温度,恒星形成过程就会中断。
研究团队将这种现象比喻为"杀死星系的风":外流如同一阵强风,将星系的"燃料"吹走,使其在宇宙尺度上"死亡"。这不同于缓慢的气体消耗,而是一种快速、剧烈的过程。
对星系演化理论的意义
这一发现支持了"星系猝灭"(quenching)理论中的"快速猝灭"模型。此前天文学家不确定星系是通过缓慢耗尽气体还是通过突发事件快速停止恒星形成的。JWST和ALMA的观测表明,至少对于早期宇宙中的大质量星系,快速猝灭是主要机制。
这也意味着星系合并事件在宇宙演化中扮演的角色比此前认为的更为重要——它们不仅触发恒星形成的爆发,也可能通过外流机制终结恒星形成。
