钱德拉（Chandra）揭示了为什么巨大的椭圆形星系很少有年轻的恒星

时间：2021-06-05 19:52:13 来源：

四个椭圆形星系的钱德拉X射线天文台影像。图像

天文学家揭开了为什么巨大的椭圆星系很少有年轻恒星之谜的神秘面纱。

美国国家航空航天局（NASA）的钱德拉（Chandra）X射线天文台为巨型椭圆星系几乎没有新星的谜团揭开了神秘面纱。这一新证据突显了超大质量黑洞在其宿主星系演化中的重要作用。

由于许多巨大的椭圆形星系中的恒星形成活动已经关闭到非常低的水平，因此这些星系大多容纳质量低，光学色为红色的长寿命恒星。因此，天文学家将这些星系称为“红色和死亡”。

以前，人们认为这些红色和死亡的星系不包含大量的冷气，它们是恒−星形成的燃料，有−助于解释缺少年轻恒星的原因。但是，天文学家已经使用ESA的赫歇尔太空天文台在某些巨大的椭圆形星系中发现了惊人的大量冷气体。在八个星系的样本中，六个包含大量的冷气。这是天文学家第一次在巨大的椭圆形星系中发现大量的冷气体，这些椭圆形星系不在大型星系团的中心。

与大量的冷气体相比，天文学家期望在这些星系中形成许多恒星，这与观察到的结果相反。为了试图理解这种矛盾，天文学家研究了其他波长的星系，包括X射线和无线电波。钱德拉的观测图绘制了这些星系中热气的温度和密度。对于包含丰富冷气的六个星系，包括此处显示的NGC 4636和NGC 5044，X射线数据提供了热气正在冷却的证据，这是用赫歇尔观测到的冷气的来源。但是，冷却过程在冷气体凝结形成恒星之前就停止了。是什么阻止恒星形成？

一个有力的线索来自钱德拉图像。与没有冷气的系统相比，六个含有冷气的星系中心的热气受到的干扰要大得多。这表明材料已从靠近中心黑洞的区域弹出。这些爆发可能部分是由被拉到黑洞中的团块状冷气驱动的。爆发将大部分能量倾泻到冷气所在的银河系中心，阻止了冷气充分冷却以形成恒星。

样品中的其他星系NGC 1399和NGC 4472也几乎没有形成恒星，但是它们的外观却大不相同。在这些星系中没有检测到冷气，并且在它们中心区域的热气更加平滑。此外，它们具有高能粒子的强大射流，如美国国家科学基金会（National Science Foundation）的卡尔·詹斯基（Karl G. Jansky）超大型阵列的无线电影像所显示。这些喷流很可能是由热气体向中央超大质量黑洞坠落驱动的。通过推压热气体，喷流会在钱德拉图像中观察到巨大的空腔，并且它们可能会加热发出X射线的热气体，从而阻止其冷却并形成冷气体和恒星。NGC 1399和NGC 4472的中心在X射线中看起来比其他星系更光滑，这可能是因为它们更强大的射流产生的腔距中心更远，在X射线发射较弱的中心，使它们的明亮核心不受干扰。

描述这些结果的论文发表在2014年2月25日的《皇家天文学会月刊》上。第一作者是加州斯坦福大学的诺伯特·沃纳（Norbert Werner）。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理NASA华盛顿州科学任务局的Chandra计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

出版物：N. Werner等人，“巨大椭圆形星系中冷气的起源及其在推动无线电模式AGN反馈中的作用”，MNRAS（2014年4月11日）439（3）：2291-2306； doi：10.1093 / mnras / stu006

研究报告的PDF副本：巨大椭圆形星系中冷气的起源及其在促进无线电模式AGN反馈中的作用

图像：X射线：NASA / CXC /斯坦福大学/N.Werner等；光学的：决策支持系统

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