星系成長的「隱形殺手」 NASA揭露黑洞壓制恆星的真相李佩璇 (2025-01-03 16:15:51)

美國太空總署（NASA）的詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）發現，超大質量黑洞會抑制星系內新恆星的形成速度，特別是在星系進入成熟階段時。編譯／戴偉丞

美國太空總署（NASA）的詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）發現，超大質量黑洞會抑制星系內新恆星的形成速度，特別是在星系進入成熟階段時。該研究針對距離地球約110億光年的星系群「蜘蛛網原星系團（Spiderweb protocluster）」進行觀測，此發現不僅補充星系演化的關鍵資訊，更顯示黑洞對宇宙結構演變的深遠影響。

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NASA發現超大質量黑洞會抑制星系內新恆星的形成速度，特別是在星系進入成熟階段時。（示意圖／123RF）[/caption]

研究背景與發現的意義

早稻田大學的嶋川里澄（Rhythm Shimakawa）教授所領導的研究團隊利用JWST的近紅外相機（NIRCam）分析了19個星系。根據結果顯示，中心擁有活躍超大質量黑洞的星系，其恆星形成速率顯著低於其他星系。恆星通常透過冷氫氣體塌縮並觸發核融合而形成，但當黑洞成長至太陽的數百萬甚至數十億倍時，其於吸積過程所累積的氣體和噴流作用會剝奪星系內形成恆星的必要條件。

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蜘蛛網原星系團的特殊意義

蜘蛛網原星系團是目前研究超大質量黑洞與星系關係的理想觀測對象，該星系團的觀測呈現宇宙大爆炸後30億年內的情景。研究發現，該星系團中的8個星系擁有活躍黑洞，而其他11個則相對平靜，透過比較氫原子游離輻射與X射線數據資料，研究團隊確認出，據有最活躍黑洞的星系中的恆星形成率最低，更進而強化黑洞抑制星系生長的立論。

橢圓星系與黑洞影響最終階段

研究還發現，橢圓星系（即星系演化的最終形態）幾乎沒有新恆星誕生的跡象。這些星系通常係由多次星系合併形成，其中心黑洞的質量也在過程中大幅增加。黑洞吸積物質並進行相對論性噴流，不僅使氣體逸散至星系外部，也加速星系內部結構的瓦解，最終使這些星系成為幾乎無法再孕育新恆星的「死寂星系（dead galaxies）」。

未來探索方向與研究意義

嶋川教授表示，儘管此次研究進一步說明黑洞與恆星形成之間的關係，但仍需更多觀測以理解其他可能影響星系演化的因素，例如：黑洞周圍的能量機制和環境交互作用等。這項發現為天文學家提供全新視角，對於填補星系演化的科學空白具有深遠意義。

資料來源：Space.com

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