詹姆斯·韦伯太空望远镜发现在早期宇宙中一个发脾气的气体婴儿星系

By Paul Sutter published 15 hours ago

James Webb Space Telescope

天文学家估计这个星系将仅在数亿年内耗尽它的气体。

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星系SXDF-NB1006-2的描画。(Image credit: NAOJ)

一个婴儿星系正在发一个脾气，这只能正在动摇我们的最早星系的理解。

最近，一个国际天文学家团队用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现在早期宇宙中一个明亮、年轻的星系。虽然它不是从来发现的最早的星系，但它是在大爆炸后出现的第一代大星系中。特别是这个星系是在当宇宙还不到5亿岁老时出现的。

因为星系SXDF-NB1006-2是如此远我们正在看它就像当它仅100万到200万岁时的样子一样。这个蹒跚学步的星系正在相当发脾气。天文学家在10月发表在《皇家天文学会月报》上的一篇论文中报告它正以每年约165个太阳质量的速度形成恒星。这是银河系恒星形成率的16倍多，使SXDF-NB1006-2出现比像我们自己的一个远更更亮、更蓝更现代、安静的星系一样。

但这还不是全部。当星系经历像这一样的强烈恒星形成轮时，它们产生许多大的明亮的恒星。这些恒星做两件事。第一，它们有巨大的粒子和辐射外流，就像类固醇的太阳风一样。第二，它们死了。很多。它们几乎快的一出生就爆炸成巨大的超新星。

所有这些活动提高星系的温度并造成巨大的气体羽流向外竞速逃逸。在SXDF-NB1006-2的案例中，天文学家测量到一个超过每秒310英里（每秒500公里）的外流速度，比星系逃逸速度更快三倍。换句话说这种气体再也不会回来。

有趣的是尽管这个星系充满有年轻明亮的恒星，但鉴于恒星年龄在星系中有比应该已经在那里的更重的元素。因为重元素只能来自前几代恒星，天文学家怀疑一群更老的恒星被折叠在它们的更年轻的兄弟姐妹的明亮光线后面。

但所有这些外流对星系都不好。一旦气体离开它就再也不会回来。没有气体星系不能保持制造恒星。天文学家估计这个星系将在仅数亿年内耗尽它的气体。它不会完全的死去；只要有一些气体，恒星仍然能形成，但它们将在一个慢得多的速度上这么做。而长寿的小恒星能挂着很长时间。

但天文学家怀疑在早期宇宙中这种突发年轻星系可能有一天会演变成在现代宇宙中所谓的巨大静止星系。这些星系已经积累了大量的气体，但将大部分气体转化为恒星。在两头烧蜡烛它们耗尽了燃料，而银河系一样更慢步伐的星系保持搅拌出新的恒星。

总的来说，詹姆斯·韦伯太空望远镜正在发现比我们的星系生长提示的天真预测往往更亮、更大的早期星系。这就像发现青少年坐在一个幼儿园的课堂上一样。这没有破坏我们的大爆炸基本图片的理解，但这确实意味着我们关于早期宇宙如何运作还有很多需要了解的地方。