是誰在謀殺星系？科學研究揭秘神秘星系氣體剝離機制

根據哈勃空間望遠鏡拍攝圖像繪製的旋渦星系NGC 4921藝術示意圖

　　藝術示意圖：研究顯示，一種被稱作「撞擊壓力剝離」的現象發生的幾率要比原先設想的更高，這種現象會將星系內部的大量氣體驅離出去，從而導致星系由於無法再繼續產生新的恆星而過早迎來衰亡

　　新浪科技訊 北京時間1月24日消息，據國外媒體報道，這是一個宇宙尺度的懸疑故事：宇宙中的星系正在被謀殺，而科學家們想要知道兇手是誰？

　　近日，國際射電天文學研究中心（ICRAR）的科學家們發表的一篇論文試圖為這個問題找到答案。這項研究顯示，一種被稱作「撞擊壓力剝離」的現象發生的幾率要比原先設想的更高，這種現象會將星系內部的大量氣體驅離出去，從而導致星系由於無法再繼續產生新的恆星而過早迎來衰亡。這項研究對多達1.1萬個星系進行了考察，結果發現其中的氣體和塵埃物質——新生恆星形成的「源泉」正在被大規模地驅離星系內部。

　　這項研究的第一作者，ICRAR和斯威本科技大學的博士研究生托比·布朗（Toby Brown）表示，天文學家們普遍認為星系存在於暗物質雲，也就是所謂「暗物質暈」之中。暗物質是一種佔據了宇宙組成成分27%左右的神秘物質，相比之下，我們所熟悉的普通物質只佔到大約5%不到，剩下的大約68左右則是暗能量。

　　布朗表示：「在其生命周期內，星系能夠佔據不同大小的暗物質暈，後者的質量小到與我們銀河系相當，大的質量則可以達到銀河系的上千倍。」他說：「當星系穿越這些較大型的暗物質暈時，星系際空間的超高溫等離子體就可能通過一種名為『撞擊壓力剝離』的機制將星系內的氣體大量驅離出來。你可以將其想像為一把宇宙的掃帚，將星系內部的氣體都清掃了出來。」

　　布朗表示，在損失大量氣體物質之後，星系將再也難以產生新的恆星。他說：「這將決定星系的生死，因為星系內部現有的恆星將會逐漸老去，死去。如果你撤掉了形成恆星的原材料，那麼你就阻止了其內部恆星的新老更替的有序進行，星系將滿是老年恆星並最終死去。」

　　ICRAR機構的研究人員芭芭拉·卡提尼拉（Barbara Catinella）是這項研究的合作者，她指出天文學家們此前就已經知道存在於星系群內星系成員所經歷的「撞擊壓力剝離」，星系群被認為存在於宇宙中最大型的暗物質暈之中。布朗表示：「這篇文章顯示同樣的過程在小得多的星系群結構中也同樣存在，就那種只有幾個星系的集團，少得多的暗物質，同樣可以出現這樣的現象。要知道，宇宙中絕大多數的星系都存在於較小型的集團中，這樣的集團一般少則只有兩個成員星系，多則上百個星系。」他說：「我們已經發現這種機制可能是星系損失大量氣體物質並最終導致恆星新生過程終止的主要原因之一。」該項研究成果已經以論文形式在《英國皇家天文學會月報》上刊載。

　　在這項研究中，研究組科學家們使用了一種創新的技術，那就是將迄今最大型的光學巡天——斯隆數字化巡天的資料庫與規模最大的星系內氣體射電巡天觀測——阿雷西博ALFA巡天觀測的資料庫相結合。

　　布朗指出，導致星系氣體耗盡的另外一種機制被稱作「遏製作用」（strangulation）。他說：「星系遏製作用是指一個星系產生新恆星的速度過快，超出了其內部氣體物質得到補充的速率，於是星系內的氣體物質會迅速耗盡，星系迎來死亡。總的來說，這是一個慢速過程。與之相反，『撞擊壓力剝離』則是在迎面撞擊的過程中造成星系內氣體物質的快速剝離——所需時間可能只要數千萬年——沒錯，從天文學角度看，這的確非常迅速。」（晨風）