星系:類型、結構與演化

猝滅

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一個正在造星的星系,就像一團只要有燃料就持續燃燒的火。猝滅就是這團火熄滅時發生的事:星系不再形成新恆星,且多少是永久性的。它的顏色從熾熱年輕恆星的藍,轉向年邁星族的紅,變成天文學家形象地稱作「紅而死」的樣子。

恆星由寒冷、緻密的氣體形成,所以要讓一個星系猝滅,你必須把這種氣體移走、把它加熱到無法塌縮、阻止新鮮氣體抵達,或者以快於補充的速度把它用光。幾個「元兇」能做到這點。星系可能乾脆在一場星暴中耗盡氣體,又得不到補給。劇烈的反饋——來自中心超大質量黑洞(活動核)或來自超新星和恆星風——能把氣體吹走,或讓它熱到無法造星。環境也很重要:一個落入緻密星系團的星系,其冷氣體可能被熾熱的星系團內介質剝離(「衝壓剝離」),或被切斷新的供給(「窒息」)。大星系往往因內部反饋而猝滅;小衛星星系往往因環境而猝滅。

猝滅之所以重要,是因為它解釋了星系群體中最醒目的格局之一:星系聚成兩群——一團造星星系組成的「藍雲」,和一列已猝滅星系組成的「紅序列」——而介於兩者之間、處於所謂「綠谷」的相對很少。理解是什麼把一個星系從藍翻轉為紅,以及為何質量最大的星系和處於緻密環境中的星系最易被猝滅,是當今星系演化的核心問題之一。

一個藍色旋渦星系墜入室女座星系團時,在穿行途中其冷氣體可能被星系團的熾熱氣體掃除,就像疾風把葉子從行駛的車上剝下。失去燃料後,它在十億年間褪成一個紅色、猝滅的透鏡狀星系。

造星之火熄滅——星系變得紅而死寂。

猝滅不代表星系熄滅變黑;它年老的恆星仍會發光數十億年。它的意思是星系停止造新恆星,於是隨著現有星族老去、又沒有新生藍星接替,它的光逐漸變紅。

又稱
galaxy quenchingstar-formation quenching恒星形成熄灭星系熄火