宇宙大爆炸後7億年就「死亡」的星系!科學家也無法解釋
天文學家利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)發現了一個驚人的現象:一個名為RUBIES-UDS-QG-z7的星系,竟然在宇宙大爆炸後僅7億年就停止了恆星形成。這個發現徹底顛覆了現有的星系演化理論,因為現有模型完全無法解釋為何如此龐大且「死亡」的星系會這麼早就出現。
這個星系特別引人注目的是,它將超過100億個太陽質量的物質壓縮在僅650光年的空間內。這暗示著現今宇宙中巨型橢圓星系的核心結構,可能比我們想像中更早就形成了。
在宇宙早期,星系通常會從周圍的星際介質中吸取氣體來形成新恆星。隨著質量增加,它們能更有效率地吸引更多氣體,加速恆星形成。但這個過程不會永遠持續,最終星系會進入所謂的「熄滅」狀態,停止恆星形成。目前我們在鄰近宇宙中觀察到約半數星系都處於這種「紅色死亡」狀態,因為它們只剩下較老、較冷的紅色恆星。
日內瓦大學天文學系副教授Pascal Oesch指出,在早期宇宙中發現這種大質量熄滅星系(MQGs)對理解其形成機制至關重要。隨著近紅外光譜技術的進步,天文學家已能在更早的宇宙時期確認這類星系的存在,但它們的數量遠超過現有理論模型的預測。
在JWST第二觀測週期中,歐洲主導的RUBIES計畫利用NIRSpec儀器對數千個星系進行了光譜觀測。研究團隊在其中發現了迄今最遙遠的MQG,其紅移值高達7.29,意味著我們看到的景象僅發生在大爆炸後7億年。更驚人的是,這個星系在宇宙誕生後6億年內就形成了超過100億太陽質量的恆星,然後迅速停止了恆星形成。
論文第一作者Andrea Weibel表示,這個發現顯示早期宇宙中大質量熄滅星系的數量比任何現有模型預測的還要多100倍以上。這意味著理論模型中關於恆星風、星體形成驅動的外流和超大質量黑洞影響等關鍵因素可能需要重新審視。
RUBIES計畫首席研究員Anna de Graaff總結道,這個發現首次提供了強力證據,顯示某些鄰近大質量橢圓星系的核心結構,可能在宇宙最初幾億年就已經形成了。這將徹底改變我們對星系演化的理解。