2021年12月03日, 星期五

A giant central red disk galaxy at redshift z = 0.76: Challenge to theories of galaxy formation

       按照星系的形状,哈勃将星系分为椭圆星系和漩涡星系。天文观测表明,椭圆星系呈(椭)球状,一般停止了恒星形成活动,恒星年龄较老,颜色较红;漩涡星系呈盘状,大多数还在继续形成恒星,恒星年龄较小,颜色较蓝。

       现有的星系形成模型很好的解释了这一现象。首先,形成于暴涨时期(inflation)的宇宙初始量子扰动,在引力不稳定性的作用下,逐渐增长,形成了现在的宇宙网络。在宇宙网络物质密度的峰值处形成的由暗物质主导的自引力(self-gravitation)系统被称作暗物质晕(dark matter halo)。暗物质晕的增长是等级成团的,大的暗物质晕会吸积小的暗物质晕及其气体。当气体被吸积到暗物质晕中,会被激波(shock)加热,通过辐射能量,这些气体会慢慢冷却并旋入暗物质晕的中心,形成漩涡(盘)星系。随着暗物质晕的增长,周围的其他星系会被吸积到暗物质晕中变成卫星星系,在动力学摩擦(dynamical friction)的作用下,一些卫星星系,尤其是较大质量的卫星星系,会和中央星系发生并和。中央漩涡星系和较大质量卫星星系的并和会显著的改变星系的结构,形成一个椭圆星系或带有显著核球的漩涡星系。观测表明,星系中心超大质量黑洞(super-massive black hole)的质量与核球质量紧密相关,因此,椭圆星系,特别是大质量星系,中心一般都有一个超大质量黑洞。超大质量黑洞的活动星系核反馈(AGN feedback)形成的能量流和物质流会加热和吹走星系周围的冷气体,抑制星系的恒星形成活动,使星系变红。因此,椭圆星系一般呈红色,盘星系呈蓝色。