詹姆斯·韦伯望远镜探测到已知宇宙中最古老的“死亡”星系——它的死亡可能挑战宇宙学

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了迄今为止观测到的最古老的“死亡”星系，距大爆炸仅 7 亿年。这个停滞的遗迹无法用我们目前对早期宇宙的知识来解释。

天文学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 发现了有史以来最古老的“死亡”星系，但这颗宇宙尸体让科学家们感到困惑，因为它无法用我们现有的早期宇宙知识来解释。 

当宇宙只有 7 亿岁的时候，银河系突然神秘地停止了恒星的形成，当时由于宇宙其他地方存在丰富的原始气体和尘埃，无数恒星正在诞生。

这个星系被命名为 JADES-GS-z7-01-QU，并在周三（3 月 6 日）《自然》杂志上发表的一篇论文中进行了描述，它为天文学家提供了了解星系演化的难以捉摸的基础的机会。原始宇宙，包括为什么星系停止形成新恒星，以及驱动星暴的力量是否在不同时期发生变化。

“星系需要丰富的气体供应来形成新的恒星，而早期的宇宙就像自助餐一样，”该研究的主要作者Tobias Looser，剑桥大学的研究员剑桥卡夫里宇宙学研究所 (KICC) 在一份声明中表示。 

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目前的模型无法解释这个新发现的星系如何不仅在大爆炸后不到十亿年的时间内形成，而且还如此迅速地关闭了其恒星工厂。研究合著者、KICC 研究员弗朗西斯科·德尤金尼奥 (Francesco D'Eugenio) 在声明中表示：“只有在宇宙的后期，我们（通常）才会开始看到星系停止形成恒星。”研究人员表示，相比之下，在其他地方发现的少数其他“死亡”星系似乎在宇宙年龄约为 30 亿岁时就停止了新恒星的形成。

“在早期宇宙中，一切似乎都发生得更快、更戏剧化，”卢瑟补充道。 “这可能包括星系从恒星形成阶段转变为休眠或熄灭。”

为了发现 JADES-GS-z7-01-QU，Looser 和他的同事使用 JWST 强大的红外视觉来透过厚厚的尘埃遮盖宇宙中最早的物体。除了是迄今为止发现的最古老的“死亡”或“熄灭”星系之外，这个新发现的星系也比早期宇宙中先前发现的其他类似静止星系轻许多倍。

詹姆斯韦伯太空望远镜的数据表明，该星系在迅速关闭之前的大约 3000 万至 9000 万年里激烈地形成了恒星，尽管其结束的确切原因仍然未知。天文学家知道有几个不同的因素可以减缓或消灭恒星的形成。例如，星系内部的湍流，例如超大质量黑洞发出的辐射，可以将气体推出星系，使其缺乏形成恒星所依赖的气体储层。另一个有趣的可能性是，当时星系的周围环境没有充分补充正在诞生的恒星所消耗的气体储层，导致恒星形成物质的短缺。

然而，“我们不确定这些场景中的任何一个是否可以解释我们现在在韦伯身上看到的情况，”研究合著者、KICC 天体物理学家罗伯托·麦奥利诺 (Roberto Maiolino) 在声明中表示。 Maiolino 说，当前基于现代宇宙的模型无法解释 JADES-GS-z7-01-QU 的特性，这表明它们“可能需要重新审视”。

德尤金尼奥说，对新星系休眠的另一种可能解释是“早期宇宙中的星系‘死亡’，然后又复活了”。然而，之前对宇宙大约 30 亿岁（恒星诞生最多的时期）“死亡”星系的研究表明，此类“死亡”星系即使通过与附近星系合并也无法恢复活力，这只会让他们“膨胀”。

“我们需要更多的观察来帮助我们弄清楚这一点，”德尤金尼奥说。