天文學(xué)大發(fā)現(xiàn)：矮星系能夠休眠數(shù)十億年，然后再次開始形成恒星！

矮星系在宇宙演化過程中如何維持新恒星的形成，這個問題長期以來一直困擾著天文學(xué)界?，F(xiàn)在，一個國際研究小組發(fā)現(xiàn)，休眠的小矮星系可以在數(shù)十億年內(nèi)緩慢積累氣體。當(dāng)這種氣體在自身重量下突然坍塌時，新的恒星就能夠出現(xiàn)，這項新研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上。宇宙中大約有2萬億個星系，而我們銀河系包含2000到4000億顆恒星。

而矮星系只包含數(shù)萬到數(shù)十億顆恒星，恒星是如何在這些微小的星系中形成，長期以來一直籠罩在神秘的陰影中?，F(xiàn)在，瑞典隆德大學(xué)的一個研究小組已經(jīng)證實(shí)：矮星系能夠休眠數(shù)十億年，然后再次開始形成恒星。隆德大學(xué)天體物理學(xué)家、該研究的帶頭人馬丁·雷(Martin Rey)說：據(jù)估計，這些矮星系大約在120億年前就停止形成恒星了，新研究表明，這可能是暫時的中斷。

通過高分辨率的計算機(jī)模擬，研究證明矮星系中恒星的形成，是宇宙中新生恒星加熱和電離的結(jié)果。所謂白矮星（由正常大小恒星死亡時殘留的核心組成小而暗的恒星）的爆炸進(jìn)一步有助于阻止矮小星系中的恒星形成過程。研究模擬顯示，矮星系能夠以氣體的形式積累燃料，最終凝聚并產(chǎn)生恒星。這解釋了在現(xiàn)有的暗矮星系中觀察到的恒星形成，這長期以來一直讓天文學(xué)家感到困惑。

天文學(xué)家在研究中使用的計算機(jī)模擬極其耗時：每次模擬需要長達(dá)兩個月的時間，需要相當(dāng)于40臺筆記本電腦全天候運(yùn)行。為了更好地解釋宇宙中最小星系中恒星形成背后的過程，這項研究工作正在繼續(xù)開發(fā)方法。通過加深對這個主題的理解，我們對天體物理過程的建模，如恒星爆炸，以及宇宙氣體的加熱和冷卻都有了新的見解。

此外，進(jìn)一步的研究工作正在進(jìn)行中，以預(yù)測宇宙中有多少這樣的恒星形成矮星系，并可能被天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)。利用宇宙學(xué)高分辨率(?3pc?)流體力學(xué)模擬，研究了低質(zhì)量矮星系(?10 5≤M?≤10^6m⊙?)恒星形成的調(diào)控機(jī)制。宇宙再電離在模擬的所有矮星中都會熄滅恒星的形成，但三個最終動力學(xué)質(zhì)量為3×10^9m⊙的星系隨后能夠通過緩慢吸積氣體來補(bǔ)充星際介質(zhì)。

其中兩個星系以10?5M⊙yr?1?的平均速率重新點(diǎn)燃并維持恒星形成直到今天，這讓人高度想起已觀測到的低質(zhì)量恒星形成矮星不規(guī)則現(xiàn)象，如獅子座T。由于恒星風(fēng)和Ia型超新星的殘余反饋，恒星形成的恢復(fù)被推遲了數(shù)十億年；即使在z=0，第三個星系仍然處于暫時的平衡狀態(tài)，氣體含量很高，但沒有任何正在形成的恒星。反饋和質(zhì)量積累之間的相互作用，產(chǎn)生了低質(zhì)量矮星系的恒星年齡和氣體含量多樣性。

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博科園｜研究/來自：皇家天文學(xué)會

參考期刊《皇家天文學(xué)會月刊》

DOI: 10.1093/mnras/staa1640

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