如果你凝視著佈滿無數恆星的浩瀚星系，很容易就會認為它們是恆星工廠，耀眼的氣體球是它們的主要特徵。然而，你一定想不到，進化程度較低的矮星系卻擁有更大的恆星工廠區域，恆星形成率也更高。

密西根大學天文學家Sally Oey 研究了宿主星系NGC 2366 中的恆星形成區，這是一個典型的矮不規則星系。資料來源：卡拉阿托天文台，J. van Eymeren（AIRUB，ATNF）和Á.R. López-Sánchez

密西根大學研究人員的最新發現揭示了這一現象： 矮星系在排出擠滿其空間的氣體之前，會經歷大約1000萬年的延遲。這種延遲使得這些星系中的恆星形成區域可以更長時間地保留氣體和塵埃，促進更多恆星的形成和發展。

在這些相對原始的矮星系中，大質量恆星–質量約為太陽的20 到200 倍的恆星–會坍縮成黑洞，而不是以超新星的形式爆炸。但在銀河係等進化程度更高、污染更嚴重的星系中，它們更有可能爆炸，產生集體超強風。氣體和塵埃被吹出星系，恆星的形成很快就會停止。他們的研究結果發表在《天文物理學報》。

哈伯太空望遠鏡拍攝的Mrk 71-A 截面圖，該區域顯示出強烈的輻射冷卻（因此缺乏超風）。資料來源：Observatorio de Calar Alto, J. van Eymeren (AIRUB, ATNF) & Á.R. López-Sánchez

研究報告的第一作者、本科生研究員米歇爾-傑克曼（Michelle Jecmen）說：”當恆星變成超新星時，它們會通過產生和釋放金屬來污染周圍環境。我們認為，在低金屬度- -相對未受污染的星系環境中，強超級風的啟動時間會推遲1000萬年，這反過來又會導致恆星形成的速度加快”。”

哈伯音叉與星系分類

馬薩諸塞大學的研究人員指出，”哈伯音叉”是天文學家埃德溫-哈伯對星系進行分類的示意圖。音叉”柄”上的是最大的星系。這些星系巨大、圓潤、佈滿恆星，它們已經把所有的氣體轉化成恆星。沿著音叉的叉齒是螺旋星系，它們的緊密臂上確實有氣體和恆星形成區,末端是進化程度最低、體積最小的星系。

研究的資深作者、麻省理工大學天文學家莎莉-奧伊（Sally Oey）說：「但這些矮星系只有這些真正的蒙多恆星形成區。人們一直在思考這是為什麼，但米歇爾的發現提供了一個很好的解釋： 這些星系很難停止恆星形成，因為它們不會吹走氣體。”

傑克曼說，此外，這段長達1000萬年的寧靜期為天文學家提供了窺探類似宇宙黎明的情景的機會，宇宙黎明是宇宙大爆炸之後的一段時間。在原始矮星系中，氣體聚集在一起，形成縫隙，輻射可以透過這些縫隙逃逸。這種先前已知的現象稱為”籬笆”模型，紫外線輻射從籬笆的縫隙間逃逸。延遲解釋了為什麼氣體有時間聚集在一起。

宇宙黎明和紫外線輻射

紫外線輻射之所以重要，是因為它能讓氫氣電離–這個過程也發生在宇宙大爆炸之後，導致宇宙從不透明變成透明。

“因此，觀察具有大量紫外線輻射的低金屬性矮星系，有點類似於回望宇宙黎明，」傑克曼說。”了解大爆炸附近的時間非常有趣。它是我們知識的基礎。這是發生在很久以前的事情–我們可以在今天存在的星系中看到類似的情況，這太令人著迷了。”

第二項研究發表在《天文物理學雜誌通訊》上，由奧伊領導，利用哈伯太空望遠鏡觀測了Mrk 71，這是附近一個矮星系中的一個區域，距離我們大約1000萬光年。在Mrk 71中，研究團隊發現了耶克門設想的觀測證據。研究團隊利用哈伯太空望遠鏡的一項新技術，使用了一套濾光鏡來觀察三電離碳的光。

奧伊說，在有大量超新星爆炸的進化星系中，這些爆炸會將星團中的氣體加熱到非常高的溫度，達到數百萬開爾文度。當這股高溫超風膨脹時，就會把剩餘的氣體吹出星團。但在Mrk 71這樣的低金屬性環境中，恆星不會爆炸，區域內的能量會被輻射掉。它沒有機會形成超級風。

研究小組的濾光器在整個Mrk 71中捕捉到了電離碳的漫射光，這表明能量正在被輻射掉。因此，並不存在熱超風，而是讓稠密的氣體保留在整個環境中。

奧伊說：”我們的發現對於解釋詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）現在看到的宇宙黎明星系的特性可能也很重要。我認為我們還在了解其後果的過程中”。

編譯來源：ScitechDaily