天文学家观测到早期宇宙中质量巨大的 GS-10578 星系正在缓慢“熄灭”

天文学家在早期宇宙中捕捉到了一种罕见的现象：一个名为 GS-10578（又被称为“帕布罗星系”，Pablo's Galaxy）的巨大星系，由于冷气体储备耗尽，正逐渐停止恒星形成活动。这一事件发生在大爆炸后约 30 亿年，为研究宇宙早期星系演化机制提供了宝贵的新数据。这项于 2026 年开展的研究综合了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）和阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的观测数据，揭示了其中心的超大质量黑洞正阻碍星系补充诞生新恒星所需的关键气体。

尽管处于宇宙的早期阶段，GS-10578 的质量却惊人地庞大，其恒星质量约为太阳质量的 2000 亿倍。该星系的恒星形成高峰期出现在 125 亿至 115 亿年前，这表明它经历了一个异常剧烈的初始发育阶段。研究人员将这种恒星形成终止的过程描述为一种逐渐的抑制，并形象地称之为“千刀万剐式的死亡”（death by a thousand cuts），这与以往预测星系会发生突然崩溃的模型形成了鲜明对比。这一发现有助于解释为什么 JWST 在早期宇宙中发现了越来越多质量巨大且出人意料地成熟的星系。

由剑桥大学科学家领导的研究小组发现，该星系中心的黑洞通过反复加热并排出周围气体，切断了恒星原材料的补给，这符合所谓的“零流体流动”现象。JWST 的光谱分析记录到了速度高达每秒 400 公里的强劲中性气体流，导致该星系每年损失约 60 个太阳质量的气体。按照这种喷射速度计算，该星系剩余的燃料可能在短短 1600 万至 2.2 亿年内彻底枯竭，这在宇宙的时间尺度上仅仅是弹指一瞬。

ALMA 的观测旨在通过一氧化碳示踪剂探测冷氢气，结果证实了该星系极度缺乏恒星燃料。卡文迪许实验室的简·肖尔茨博士（Dr. Jan Scholz）作为该研究的共同作者指出，冷气体的缺失是证明星系正在经历“缓慢窒息”而非突发灾难性事件的关键证据。值得注意的是，尽管恒星形成受阻，GS-10578 依然保持着组织良好的恒星盘结构，这说明这种抑制机制并未破坏星系的整体构造。这一现象展示了超大质量黑洞如何通过这种慢性手段塑造原始宇宙的形态。

正如《自然·天文学》（Nature Astronomy）杂志所刊载的，JWST 与 ALMA 之间的协同作用再次证明了它们在绘制古代星系演化史方面的强大实力。在近邻宇宙中，活动星系核（AGN）的反馈通常被认为是导致大质量星系熄灭的主导机制，而这项早期证据表明，即使在宇宙最早期阶段，这种内部机制也占据着统治地位。未来的研究将继续利用 JWST 聚焦于热氢气的观测，以进一步完善和细化这些恒星抑制机制的具体细节。