韋伯太空望遠鏡揭示,超大質量黑洞可阻斷宿主星系形成新恆星所需的燃料供應:示意圖。(取自scitechdaily)
〔編譯陳成良/綜合報導〕天文學家透過韋伯太空望遠鏡 (JWST)的觀測,揭示了超大質量黑洞對星系形成的致命影響。這些黑洞耗盡星系中形成恆星所需的氣體,導致星系進入「飢餓」狀態,無法再孕育新恆星。此發現提供了重要證據,顯示黑洞以高速噴射出必要的星際氣體,主動阻止恆星的誕生,對星系的演化產生深遠影響。
據《每日科技網》(scitechdaily)報導,研究團隊在一個距大爆炸約20億年的早期宇宙星系中觀察到這一現象。該星系大小與銀河系相當,雖然中央擁有一個超大質量黑洞,但幾乎已停止形成新恆星,因此被稱為「死亡」星系。這個星系正式編號為GS-10578,研究人員暱稱其為「帕布羅星系」(Pablo’s Galaxy),以紀念提出深入研究此星系的同事。該星系的總質量約為2000億個太陽,其大部分恆星形成於125億至115億年前。
英國劍橋大學的研究團隊發現,該星系內的超大質量黑洞以每秒約1000公里的速度噴射大量氣體,這些氣體足以逃脫星系的引力。黑洞的活動使得星系無法保留足夠的氣體來形成新恆星,直接阻止了恆星的誕生。研究指出,在早期宇宙中,大多數星系仍在快速形成恆星,因此這樣的「死亡」星系相當罕見。
韋伯太空望遠鏡的高靈敏度使研究團隊能夠捕捉到其他望遠鏡無法觀測到的細節。該星系中存在一種低溫、高密度且不發光的氣體雲,難以被其他儀器探測。韋伯望遠鏡卓越的能力讓科學家們能夠識別這些「黑暗」氣體雲,它們會阻擋來自星系後方的一部分光線,進一步揭示黑洞對於氣體分布的強大影響。
研究發現,黑洞噴出的氣體總量已超過了該星系所需的新恆星形成物質,意味著黑洞正在切斷其「食物」供應,使得該星系陷入休眠狀態。這些結果已於日前發表在《自然·天文學》(Nature Astronomy)期刊上,提供了直接證據,證實了黑洞對於星系演化的重要影響。
這項研究不僅加深了我們對於超大質量黑洞與其宿主星系之間相互作用的理解,也為未來探索早期宇宙中的其他類似現象奠定了基礎。
右上角方框內為「帕布羅星系」(GS-10578),天文學家發現星系中心的黑洞正噴射出大量氣體,阻止新恆星形成,導致星系「死亡」。(取自NASA專頁)