震驚！鳳凰星系團“死而復(fù)生”的神秘秘密揭曉！

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，理應(yīng)接近“死亡”的鳳凰星系團（Phoenix Cluster）正在“涅槃重生”。該星系團的核心物質(zhì)正處于劇烈的氣體冷卻過程，從而促進大量的新恒星誕生。

美國麻省理工學(xué)院等多所大學(xué)的研究團隊，使用NASA的詹姆斯?韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的紅外線儀器（MIRI），發(fā)現(xiàn)鳳凰星團中心處正在進行前所未有的“冷熱交換”現(xiàn)象，且過程中還在大量生成恒星。這一最新發(fā)現(xiàn)于2月5日發(fā)表在《自然》科學(xué)雜志上，在Altmetric評分的所有研究成果中排名前5%。

15年前，天文學(xué)家使用南極洲的南極望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)位于鳳凰座（Phoenix）方向有一個異常明亮星系團，將其命名為鳳凰星系團（Phoenix Cluster）。它距離地球約58億到86億光年，是一個擁有1,000個星系的巨大星系團，其大小要遠(yuǎn)超于其它普通星團。

令研究團隊感到奇怪是，像鳳凰星系團這樣古老的巨大星系團，其中心星系應(yīng)該早已耗盡，形成恒星所需的冷氣體“燃料”理應(yīng)進入“紅色和死亡”狀態(tài)。然而它的中心星系卻極為明亮，且有大量的恒星生成。他們估計，中心星系每年大約會產(chǎn)生出1,000顆恒星。

這對于其它的星系來說是一個異常數(shù)值，因為過去科學(xué)家觀察到宇宙中恒星形成最多的星系團，每年大約生成100顆恒星，普通的星團每年只會生成1顆恒星。

鳳凰星系團可以說顛覆了科學(xué)家們過去對星系團演化的認(rèn)知。另外，科學(xué)家也在思考，鳳凰星系團的中心星系，是如何維持高產(chǎn)的恒星形成速率的。當(dāng)時的科學(xué)家猜測中心星系出現(xiàn)極端的氣體冷卻作用，或者是這些冷氣體來源于其它較年輕的星系。

為了解開這個疑問，該團隊使用韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的紅外儀器觀測鳳凰星系團中心區(qū)域散發(fā)出的Ne-Vi發(fā)射線，并繪制出日冕氣體圖。Ne-Vi發(fā)射線是氖氣在接近30萬°C時，才會出現(xiàn)的特有發(fā)射線，是探測星系團核心氣體狀態(tài)的理想“探針”。

結(jié)果顯示，鳳凰星系團中心十分明亮，周圍氣體正在進行激烈的“冷熱交替”現(xiàn)象，整體呈現(xiàn)一種“溫暖”的狀況，但周圍最熱區(qū)域的溫度高達(dá)37.8萬°C，而最冷區(qū)域的溫度則達(dá)到-263.15°C（理論上的絕對零度下限值為-273.15°C）。

這個結(jié)果令該團隊感到震驚，因為這是科學(xué)界第一次觀測到極熱和極冷的氣體同時存在的“溫暖”氣體，過去只是在其它星系團核心中，看到極熱或極冷的氣體，并沒有發(fā)現(xiàn)任何介于兩者之間的氣體。

另外，研究小組發(fā)現(xiàn)中心星系正在經(jīng)歷極端冷卻，每年產(chǎn)生的超冷氣體相當(dāng)于5,000至23,000個太陽的質(zhì)量。這些“冷物質(zhì)”被認(rèn)為給恒星提供了足夠的生成“燃料”，因此中心星系很可能不需要使用周圍星系的燃料，也能自己發(fā)生星暴（恒星形成率高于一般速率的統(tǒng)稱）。

這項研究的主要作者、麻省理工學(xué)院卡夫利天文物理和太空研究所物理學(xué)研究生邁克爾?里夫（Michael Reefe）對該校的新聞社表示，“我們第一次完整地看到恒星形成過程中，從高溫到中溫再到低溫的階段，這在任何星系中都從未被觀察到。而且我們到處都能看到這種中間溫度的氣體，形成一個光環(huán)一樣的結(jié)構(gòu)。”

合著作者、麻省理工學(xué)院物理學(xué)副教授麥克唐納（Michael McDonald）補充說，“這種巨大的星暴，可能是每個星團在某個時刻都會經(jīng)歷的過程。不過，目前我們只有在鳳凰星團中看到這種情況，我們猜它可能走上一條與其它星系不同的道路。這將是一個十分有趣的探索。”

“當(dāng)時我們猜想這些冷氣體，可能是附近的星系拋射到中心造成的，也可能是這種氣體以某種方式，讓核心的熱氣體直接快速冷卻下來。現(xiàn)在這個觀測，讓我們了解到正在發(fā)生的事情，也了解這些明星的誕生原因。這項新研究也為后面研究宇宙提供一個新的途徑。”他說。

這項工作得到NASA的部分資助。