美国宇航局与欧空局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的研究表明，超大质量黑洞能够使其宿主星系缺乏形成新恒星所需的物质。相关研究成果已在《自然天文学》期刊上发表。
由剑桥大学领导的国际研究团队利用韦伯望远镜观察了宇宙大爆炸后约20亿年的早期宇宙中一个与银河系相似的星系。与大多数大型星系一样，该星系中心也存在一个超大质量黑洞，但它几乎处于“死亡”状态，几乎停止了新恒星的形成。
“根据早期观察，我们了解到这个星系处于熄灭状态：考虑到它的规模，恒星形成的数量非常有限，我们推测黑洞与恒星形成的终止之间存在某种联系，”剑桥Kavli宇宙学研究所的联合首席作者弗朗西斯科·德·尤金尼奥博士表示。
“然而，在韦伯望远镜之前，我们无法对这个星系进行足够深入的研究来确认这种联系，也不清楚这种熄灭状态是暂时的还是永久的。”
该星系的正式名称为GS-10578，但在决定进行详细观察后被称为“巴勃罗星系”，在宇宙早期阶段非常庞大：其总质量约为太阳质量的2000亿倍，大部分恒星形成于125亿至115亿年前。
“在早期宇宙中，大多数星系都在形成大量恒星，因此在这个时期看到如此巨大的死星系非常有趣，”合著者罗伯托·迈奥利诺教授说，他同样来自卡弗里宇宙学研究所。“如果它有足够的时间达到如此巨大的规模，那么阻止恒星形成的任何过程都可能发生得相对较快。”
通过韦伯，研究人员发现该星系以每秒1000公里的速度排放大量气体，这一速度足以克服星系的引力。这些快速移动的气流是由黑洞“推动”而出。
与其他有吸积黑洞的星系类似，“巴勃罗星系”也存在快速流出的热气流，但这些气体云相对脆弱，质量较小。韦伯探测到了一种新的气流成分，这是之前的望远镜无法观测到的。这种气体更冷，密度更大，关键是它不会发出光。韦伯凭借其卓越的灵敏度，能够观察到这些黑暗的气体云，因为它们阻挡了来自后方星系的一部分光线。
从星系中喷射出的气体质量超过了星系继续形成新恒星所需的气体质量。实际上，黑洞正在使星系“饥饿”。
“我们找到了罪魁祸首，”欧热尼奥说。“黑洞正在摧毁这个星系，并通过切断其形成新恒星所需的‘食物’来源，使其处于休眠状态。”
尽管早期理论模型预测黑洞会对星系产生这种影响，但在韦伯之前，无法直接探测到这种影响。
早期模型预测，恒星形成的终止会对星系造成剧烈的扰动，并在此过程中改变其形状。然而，这个圆盘状星系中的恒星仍然有序运动，表明情况并非总是如此。
“我们知道黑洞对星系有巨大的影响，或许它们阻止恒星形成是普遍现象，但直到韦伯，我们才能直接证实这一点，”迈奥利诺说。“这对我们研究早期宇宙及其演变的能力而言，是韦伯的又一次重大突破。”
阿塔卡马大型毫米波亚毫米波阵列(ALMA)对星系中最冷、最暗的气体成分进行了新的观测，将为我们提供更多关于恒星形成的燃料是否仍然隐藏在该星系中及其位置的信息，以及超大质量黑洞对星系周围区域的影响。
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