天文學(xué)家利用Califa積分場光譜(IFS)觀測數(shù)據(jù)和先進的建模工具，獲得了關(guān)于銀河系等螺旋星系中心球面成分(凸起)的重要結(jié)果，為理解星系演化提供了新線索，其研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

它花了幾年時間和大量計算能力來分析一個樣本中的大約50萬個光譜，這個樣本涵蓋了所有非相互作用螺旋星系的形態(tài)類型。

研究小組首次測量了從中心到外圍凸起中恒星的年齡變化，并確定了這種年齡差異與其他星系屬性的關(guān)系，如活動星系核(AGN)的存在和星系中恒星的總質(zhì)量。這項研究顯示，質(zhì)量最大的螺旋星系中心恒星群比凸起邊緣的恒星年齡更大，而在低質(zhì)量星系中，情況正好相反，最年輕的恒星聚集在凸起中心，年齡較大的恒星在外圍。這一結(jié)果與研究團隊之前的一項研究一致，研究團隊已經(jīng)找到了形成螺旋星系統(tǒng)一場景的有力證據(jù)。

與之前的假設(shè)相反，低質(zhì)量和高質(zhì)量螺旋星系的形成方式相同，盡管高質(zhì)量星系比低質(zhì)量星系更早、更快地經(jīng)歷相同的形成階段。這些測量可以用來估計活動星系核對凸起(因此也就是星系)演化的影響。凸起質(zhì)量與為活動星系核提供動力的超大質(zhì)量黑洞質(zhì)量緊密相關(guān)，這一事實表明星系的增長和超大質(zhì)量黑洞之間存在密切的物理聯(lián)系。因此，要理解超大質(zhì)量黑洞是如何在再電離時代誕生的，以及它們是如何影響星系演化的，了解凸起的形成和演化必不可少。

研究的主要作者、西班牙航空航天研究所研究員Iris Breda說：人們可以從本研究中學(xué)到很多重要的知識經(jīng)驗，其中最重要的一個是，大質(zhì)量螺旋星系所承載的凸起，不可能像人們通常認為的那樣，在快速而猛烈的恒星形成過程中形成。相反，這些結(jié)果支持這樣一個假設(shè)，即這些凸起是在20到40億年內(nèi)逐漸形成的。與之前的研究結(jié)果一起，新研究支持了這樣的假設(shè)：即質(zhì)量最小的星系現(xiàn)在正活躍地在其凸起的最中心形成恒星，目前類似于縮小的星體。

活動星系核從冷氣體中抽走了凸起的物質(zhì)，因此“關(guān)閉”了恒星的形成，首先是在它的中心部分，隨著時間推移，在它的外圍也是如此。當(dāng)從凸起的中心移動到外圍時，這一現(xiàn)象導(dǎo)致恒星群體的平均年齡下降。利用這一事實，研究人員發(fā)明了一種方法來估計活動星系核驅(qū)動由內(nèi)向外的恒星形成猝滅平均速度。推斷相對較低的速度(1-2公里/秒)，意味著活動星系核的活動增加不會導(dǎo)致氣體突然移走和整個凸起中恒星形成突然終止的災(zāi)難性事件。

西班牙航空航天研究所的團隊，參與了諸如宇宙演化地圖(EMU)等射電測量，這為通過深度射電干涉測量空前詳細地研究活動星系核與星系核中環(huán)境氣體的相互作用提供了理想條件。這使得他們能夠在凸起中尋找小規(guī)模的射電射流，這在之前的低分辨率無線電干涉觀測中沒有被探測到。研究活動星系核自再電離時代以來的活動，及其對星系演化的影響是西班牙航空航天研究所研究的主軸之一。里斯本大學(xué)科學(xué)系的西班牙航空航天研究所協(xié)調(diào)員JoséAfonso說：

星系形成和演化的更詳細細節(jié)終于被探索出來了，將前所未有的觀測與革命性的計算工具和建模結(jié)合起來。這些技術(shù)很快就會進入下一個階段，因為我們將在歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡上安裝一臺新的、強大的光譜儀。然后，將能夠在宇宙星系演化的全盛時期，獲得數(shù)百萬星系的詳細觀測，當(dāng)時宇宙的年齡還不到現(xiàn)在的一半。

博科園｜研究/來自：西班牙航空航天研究所

參考期刊《天體物理學(xué)》

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