“造星”并没有那么容易，星系合并成了阻碍

在这张艺术印象画中，星系“ID2299”是两个星系碰撞的产物，它的部分气体在合并后被“潮汐尾巴”喷射出来。

为寻找早期宇宙中星系合并阻止恒星形成并影响星系生长的证据，天文学家对过去90亿年的宇宙史进行了回顾。

由英国杜伦大学、法国替代能源和原子能委员会（CEA-Saclay）和巴黎萨克莱大学（University of Paris-Saclay）领导的一项最新研究表明，两个星系的合并会让大量“造星”气体（即形成恒星的气体）喷射到星系间的介质中。研究人员表示，这一事件（再加上星系核区域中有大量恒星形成）最终会剥夺合并星系“ID2299”用于产生新生恒星的燃料。这将阻断恒星形成过程数亿年，妨碍星系成长。

相关研究结果于当地时间1月11日发表在《自然·天文学》杂志上。

天文学家们曾在宇宙中观察到许多“死亡”的巨型星系，星系中的恒星十分古老，不过他们一直无法确定这些星系是如何演化而成。数据模拟实验结果表明，活跃黑洞在吸收能量时产生的风（或恒星形成时产生的风）是驱散星系气体、导致星系死亡的原因。现在，新研究提出，星系合并是另一种中止恒星形成、改变星系生长轨迹的方法。合并星系间的引力相互作用引起的“潮汐尾巴”（tidal tail）的观测特征可能和风非常相似。

因此，研究人员认为，“某些星系风会阻碍恒星形成”的结论可能需要重新评估。

星系“ID2299”散发的冷分子气体。

该论文第一作者、杜伦大学银河外天文中心的Annagrazia Puglisi博士解释道：“我们目前还不清楚巨型星系中阻断恒星形成的确切过程。新研究提供了令人信服的证据表明，‘ID2299’喷出的气体很可能是由于两个富含气体的螺旋星系合并，被潮汐力‘驱逐’。”两个星系之间的引力相互作用可以提供足够的角动量，把部分气体推挤到星系周边。“这也表明，星系合并能够在数百万年间限制星系生成恒星的能力，从而改变星系未来的演化过程。”

由于“ID2299”发出的光需要很长时间才能到达地球，研究人员得以探明该星系在90亿年前处于合并后期时的外观。那时宇宙只有45亿岁，拿人类生命类比，它当时处于最活跃的“青年”阶段。研究人员发现，该星系将其全部气体量的大约一半喷射到星系周围。

在经过数据对比、测量了喷射气体的物理性质后，研究人员排除了活跃黑洞等原因。“ID2299”的气体喷射速率太高，不可能是由黑洞或星爆产生的能量引起的。此外，模拟结果也表明，黑洞无法从星系中“驱逐”如此大量的低温气体。

论文作者、法国里昂天体物理研究中心的Jeremy Fensch博士补充道：“对于这个单一案例的研究揭示了这样一种可能性——这类天文事件可能根本就不罕见，许多星系都经历了这种‘引力排气’现象，而对过去观测结果的解读也有误。”

原创编译：朱明逸 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然·天文学》

期刊编号： 2397-3366

原文链接：https://phys.org/news/2021-01-galaxy-mergers-limit-star-formation.html

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