对于为什么星系停止形成恒星的新见解

哈勃太空望远镜在该研究中使用的一个SpARCS星团的图像，看起来就像宇宙48亿年前出现的那样。

图片来源：加州大学河滨分校的Jeffrey Chan。

星系团是宇宙的罕见区域，由数百个星系组成，包含数万亿颗恒星，以及热气和暗物质。

人们早就知道，当一个星系落入一个星团时，恒星的形成在一个称为“淬火”的过程中被迅速切断。然而，实际上导致恒星熄灭的是一个谜，尽管天文学家提出了几个合理的解释。

由加州大学河滨分校的前研究生Ryan Foltz领导的一项新的国际研究，对淬火时间尺度进行了最佳测量，测量了它在宇宙历史中70%的变化情况。该研究还揭示了该过程可能有助于关闭星团中的恒星形成。

众所周知，进入星团的每个星系会带来一些尚未形成恒星的冷气体。一种可能的解释表明，在冷气体变成恒星之前，它已被集群中已经存在的热的致密气体“剥离”离开星系，导致恒星形成停止。

另一种可能性是星系被“勒死”，意味着它们停止形成恒星，因为它们的水库一旦落入星团内就会停止补充额外的冷气。预计这是一个比剥离更慢的过程。

第三种可能性是来自恒星形成的能量本身驱使大部分冷气燃料远离星系并阻止其形成新恒星。预计这种“流出”情景会发生在比剥离更快的时间尺度上，因为气体永远会流失到银河系，无法形成新的恒星。

由于这三种不同的物理过程可以预测星系在宇宙历史上不同的相对时间尺度上熄灭，因此天文学家假设如果能够比较长时间基线观测到的淬火星系的数量，那么导致恒星熄灭的主要过程就会更容易变得明显。

然而，直到最近，很难找到遥远的星团，甚至更难以测量星系的属性。红色序列聚类调查的国际斯皮策适应调查(SpARCS)调查现已对宇宙历史的70%以上进行了测量，这是通过开创新的聚类检测技术实现的，这种技术可以发现数百种新的聚类检测技术。在遥远的宇宙中聚集。

新的UCR领导的研究使用了他们自己新发现的一些SpARCS星团，发现随着宇宙的变老，星系需要更长时间才能停止形成恒星：宇宙年轻时(仅40亿年)只有11亿年，1.3宇宙中世纪(60亿年)，现今宇宙50亿年。

“比较遥远宇宙中星系中星系的猝灭时间尺度与附近宇宙群中淬火时间尺度的观测结果表明，气体剥离等动力学过程比预测更能适应预测，而不是扼杀或流出，”Foltz说。

为了进行这项最先进的测量，SpARCS团队需要在夏威夷使用WM Keck天文台望远镜(直径10米)进行10晚观测，并使用双子双子望远镜(直径8米)进行25晚观测在夏威夷和智利。

“由于这些天文台对我们工作的巨大投入，我们现在相信我们对星团中最大质量星系的恒星形成有一个很好的了解，”UCR的物理和天文学教授，以及UCR的领导者Gillian Wilson说。 SpARCS调查，研究完成后Foltz在其实验室工作。“然而，有充分的理由相信低质量星系可能会因不同的过程而熄灭。这是我们团队正在努力解决的问题之一。”

该团队已获得美国国家科学基金会额外50晚的双子座时间和120万美元的拨款，用于研究恒星形成如何在更多的常规质量星系中停止。威尔逊还获得了哈勃太空望远镜观测和NASA资助，用于分析淬火星系的高分辨率图像。

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