研究人员发现了类星体宿主星系中恒星形成受到抑制的证据，这是由分子气体的流出引起的。这一发现标志着理解早期宇宙中星系演化的重要一步。来源:SciTechDaily.com

　　理论上的预测是错误的当宇宙还不到10亿年的时候，从类星体流出分子气体的发现证实了这一点。

　　类星体是由位于大质量星系中心的超大质量黑洞提供能量的致密区域。它们非常明亮，具有类似恒星的点状外观，距离地球非常遥远。由于它们的距离和亮度，它们提供了一窥早期宇宙的条件，当时宇宙还不到10亿年。

　　类星体研究的突破

　　由北海道大学助理教授Dragan Salak，筑波大学助理教授Takuya Hashimoto和早稻田大学教授Akio Inoue领导的研究小组发现了早期宇宙中类星体宿主星系中分子气体流出抑制恒星形成的第一个证据。他们的发现基于他们在智利使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的观测，并发表在《天体物理学杂志》上。

　　艺术家描绘的从类星体J2054-0005流出的分子气体。资料来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

　　分子气体在星系中的作用

　　分子气体对恒星的形成至关重要。作为恒星形成的主要燃料，星系中分子气体的无处不在和高浓度将导致大量恒星的形成。通过将这种气体喷射到星系间空间的速度比恒星形成所消耗的速度快，分子外流有效地抑制了类星体所在星系中恒星的形成。

　　萨拉克解释说:“理论工作表明，分子气体外流在早期星系的形成和演化中起着重要作用，因为它们可以调节恒星的形成。”“类星体是能量特别大的来源，所以我们预计它们可能会产生强大的外流。”

　　一组ALMA 12米天线观测夜空。本研究使用12米天线进行观测。信贷:ESO / Y。Beletsky

　　发现分子气体外流

　　研究人员观察到的类星体J2054-0005具有非常高的红移，它和地球显然正在以非常快的速度远离彼此。桥本说:“J2054-0005是遥远宇宙中最明亮的类星体之一，所以我们决定把这个天体作为研究强大外流的绝佳候选者。”研究人员利用ALMA观测了从类星体流出的分子气体。作为世界上唯一一个具有探测早期宇宙分子气体流出的灵敏度和频率覆盖的望远镜，ALMA是这项研究的关键。

　　谈到研究中使用的方法，Salak评论说:“在吸收中发现了流出的分子(OH)气体。这意味着我们没有观察到直接来自OH分子的微波辐射;相反，我们观察到的是来自明亮类星体的辐射——吸收意味着OH分子碰巧吸收了类星体的一部分辐射。所以，这就像通过看到它在光源前投射的‘影子’来揭示气体的存在一样。”

　　从类星体流出的分子气体包括羟基(OH)(上)。由于气体分子朝向观察者的运动，吸收光谱中的OH峰(底部蓝色虚线)出现在较短的波长(蓝色实线)，这种现象被称为多普勒效应。图片来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)，修改自Dragan Salak等人。天体物理学杂志。2024年2月1日

　　对星系演化的启示

　　这项研究的发现是第一个强有力的证据，证明类星体宿主星系中存在强大的分子气体流出，并影响了宇宙早期星系的演化。“分子气体是星系非常重要的组成部分，因为它是恒星形成的燃料，”Salak总结道。“我们的发现表明，类星体能够通过向星系间空间喷射分子气体来抑制宿主星系中的恒星形成。”

　　参考文献:“OH 119 μm观测揭示的再电离时代类星体J2054-0005的分子流出”，作者:Dragan Salak, Takuya Hashimoto, Akio K. Inoue, Tom J. L. Bakx, Darko Donevski，田村洋一，Sugahara, Nario Kuno, Yusuke Miyamoto, Seiji Fujimoto和Suphakorn Suphapolthaworn, 2024年2月1日，《天体物理学报》。1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / ad0df5