重磅發(fā)現(xiàn)！天文學(xué)家拍到一個(gè)星系走向滅亡的罕見(jiàn)瞬間

在宇宙誕生僅14億年的遠(yuǎn)古時(shí)期，就已經(jīng)出現(xiàn)了一批停止孕育新恒星的巨型紅色死亡星系。

它們?yōu)楹卧谟钪嫔刑幱啄陼r(shí)就迅速熄滅？這始終是星系演化領(lǐng)域的核心謎題。

而近期，一支天文團(tuán)隊(duì)捕捉到了極為罕見(jiàn)的過(guò)渡瞬間：一個(gè)大質(zhì)量星系正被強(qiáng)行抽走恒星形成的氣體材料，完整呈現(xiàn)了從活躍造星走向死亡的中間過(guò)程，為解開(kāi)早期星系淬滅之謎提供了關(guān)鍵證據(jù)。

相關(guān)研究2026年6月16日已發(fā)表于在預(yù)印本平臺(tái)。

這個(gè)特殊的星系藏在SPT2349–56之中——這是一片還在發(fā)育的原星系團(tuán)，這里聚集了約30個(gè)富含塵埃的恒星形成星系，整體跨度約32.6萬(wàn)光年。

在一眾成員里，編號(hào)為C26的天體外形格外醒目：它整體呈現(xiàn)出彗星般的形態(tài)，有緊實(shí)的恒星頭部主體，身后拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的氣體尾，尾巴上還嵌著一塊致密明亮的結(jié)狀區(qū)域。

這一結(jié)構(gòu)最早由阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，后續(xù)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的成像才完整揭示出它的彗星狀恒星形態(tài)。

為了解開(kāi)C26的形態(tài)成因，不列顛哥倫比亞大學(xué)周大志帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，結(jié)合哈勃與詹姆斯·韋伯兩臺(tái)太空望遠(yuǎn)鏡的6波段測(cè)光數(shù)據(jù)，測(cè)算出星系頭部、尾部和亮結(jié)的恒星質(zhì)量與造星狀態(tài)；同時(shí)借助ALMA的毫米波觀(guān)測(cè)，定量統(tǒng)計(jì)了系統(tǒng)內(nèi)的冷氣體儲(chǔ)備。

觀(guān)測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)出鮮明的差異：靜止系紫外波段下，彗尾區(qū)域能探測(cè)到更年輕的恒星族群；質(zhì)量測(cè)算顯示，星系頭部的恒星質(zhì)量約為220億倍太陽(yáng)質(zhì)量，包含亮結(jié)在內(nèi)的尾部總恒星質(zhì)量約為60億倍太陽(yáng)質(zhì)量。

而在造星效率上，星系頭部單位質(zhì)量的恒星形成速率遠(yuǎn)低于同質(zhì)量的正常星系，尾部與亮結(jié)的造星活躍度則處于常規(guī)星系的波動(dòng)范圍內(nèi)。

恒星的誕生依賴(lài)?yán)錃怏w云的坍縮，這些冷氣體就是星系造星的儲(chǔ)備材料。

團(tuán)隊(duì)通過(guò)ALMA的多譜線(xiàn)觀(guān)測(cè)進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)擁有約350億倍太陽(yáng)質(zhì)量的冷分子氣體，但超過(guò)半數(shù)已經(jīng)脫離了星系主體，被拖拽到后方的長(zhǎng)尾之中。

這些被移出的氣體狀態(tài)彌散平緩、激發(fā)程度低，并非能高效催生恒星的高密度湍流氣體，換句話(huà)說(shuō)，這部分燃料已經(jīng)脫離了星系主體，很難再用來(lái)孕育新恒星。

星系丟失氣體通常有兩種主流機(jī)制。

一種是潮汐相互作用：當(dāng)兩個(gè)星系近距離相遇甚至合并時(shí)，彼此的引力會(huì)相互撕扯，將對(duì)方的氣體拖拽出來(lái)。

另一種是沖壓剝離：星系穿行在星系團(tuán)內(nèi)部的高溫致密氣體中時(shí)，迎面而來(lái)的介質(zhì)阻力會(huì)像強(qiáng)風(fēng)一樣，把星系表層的冷氣體吹向后方，拖出長(zhǎng)長(zhǎng)的尾跡。

研究團(tuán)隊(duì)首先排除了潮汐合并的可能。

C26尾巴上的亮結(jié)是尾部最主要的致密結(jié)構(gòu)，但它的恒星質(zhì)量不到頭部的15%，引力強(qiáng)度根本不足以剝離出如此巨量的氣體，也無(wú)法驅(qū)動(dòng)如此大規(guī)模的氣體位移。

多條獨(dú)立線(xiàn)索都指向了沖壓剝離。

第一，被剝離的氣體在運(yùn)動(dòng)學(xué)上呈平滑連續(xù)的流動(dòng)狀態(tài)，沒(méi)有明顯分離的碎塊，與引力撕扯后常見(jiàn)的破碎零散形態(tài)不符。

第二，盡管系統(tǒng)保留了大量氣體，星系頭部的恒星形成效率卻異常低迷，這與星系合并后通常觸發(fā)的星暴現(xiàn)象完全相反。

第三，氣體尾部的延伸方向與原星系團(tuán)的中心軸線(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)齊，完全符合星系向團(tuán)核心穿行時(shí)、后方拖曳出氣體尾的運(yùn)動(dòng)特征。

研究團(tuán)隊(duì)在論文中明確表示，結(jié)合尾部朝向與已獨(dú)立探測(cè)到的團(tuán)內(nèi)高溫介質(zhì)，沖壓剝離才是塑造C26結(jié)構(gòu)的核心機(jī)制。

這種拖著長(zhǎng)尾的剝離形態(tài)，和近鄰宇宙中拖著觸手狀氣尾的水母星系特征相似。

但過(guò)往認(rèn)知里，高效的沖壓剝離需要發(fā)育成熟的星系團(tuán)與足夠熾熱致密的團(tuán)內(nèi)介質(zhì)作為條件。

而SPT2349–56還只是個(gè)正在成型的年輕原星系團(tuán)，身處宇宙誕生僅14億年的早期階段，這一發(fā)現(xiàn)大幅推前了該機(jī)制有效發(fā)生的宇宙時(shí)間。

被奪走材料的星系，恒星形成活動(dòng)終將逐步停止，這個(gè)過(guò)程被天文學(xué)家稱(chēng)為“淬滅”。

研究團(tuán)隊(duì)判斷，如今的C26正處在關(guān)鍵的過(guò)渡階段：它仍是一個(gè)大質(zhì)量的活躍造星星系，但大部分冷氣體儲(chǔ)備已經(jīng)被環(huán)境剝奪，正走在死亡的路上，最終會(huì)徹底熄滅恒星形成活動(dòng)。

它恰好定格在了活躍造星與完全死亡之間的中間態(tài)，冷氣體庫(kù)已被大幅移除，但星系主體的造星活動(dòng)還未完全終止。

這一發(fā)現(xiàn)也回應(yīng)了更宏大的天文學(xué)謎題：為何宇宙早期會(huì)涌現(xiàn)出大量看似平靜成熟的死亡星系。

更值得關(guān)注的是，這片原星系團(tuán)的核心區(qū)域內(nèi)，其他星系也普遍呈現(xiàn)氣體豐度偏低的特征，還有相當(dāng)比例的星系已經(jīng)處于氣體匱乏的狀態(tài)。

這意味著氣體剝離并非C26的個(gè)例，而是正在系統(tǒng)性地重塑整個(gè)年輕星系團(tuán)的成員演化。

目前這一結(jié)論仍需更多觀(guān)測(cè)驗(yàn)證。

研究團(tuán)隊(duì)表示，后續(xù)借助更高分辨率的ALMA毫米波數(shù)據(jù)與詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡的紅外觀(guān)測(cè)，天文學(xué)家將能更清晰地解析團(tuán)內(nèi)熱氣體與星系冷氣體的相互作用，進(jìn)一步確認(rèn)早期宇宙中沖壓剝離的普遍程度，最終揭開(kāi)早期星系快速死亡的完整真相。