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许多星系的核心都藏着一个隐秘的自我毁灭机制。在银河系核心深处,横跨着一根被称为恒

许多星系的核心都藏着一个隐秘的自我毁灭机制。在银河系核心深处,横跨着一根被称为恒星棒(stellar bar)的巨大管道。它像一台超级抽油机,源源不断地将气体燃料抽向星系核心,喂养着超大质量黑洞并制造恒星。如果这个抽油机运转得太快,就会在极短时间内榨干星系的全部燃料,让它提前迎来死寂。

天文学界原本公认,这种高效运转的抽油管道需要漫长的时间来沉淀,只有在宇宙中晚期、演化成熟的星系中才常见。早期的宇宙极其混乱,充斥着大量年轻且脾气暴躁的气体,理论上根本无法稳定地形成恒星棒。

然而,在目前这一轮太空观测中,天文学家在如此遥远的早期宇宙中发现了一个格外清晰的恒星棒。荷兰莱顿大学(Leiden University)的研究者 Leindert A. Boogaard 带领团队,在 2026 年 5 月提交给预印本网站《arXiv》的论文中指出,他们在极早期宇宙的星系 GN20 中,发现了一个极其巨大的恒星棒。

这个星系处于大爆炸(Big Bang)后仅 15 亿年的婴儿期,当时的宇宙寿命只有今天的 10% 左右。而这个恒星棒长达 2.3 万光年,几乎是银河系直径的四分之一。

这在理论上是完全不可能存在的奇迹。根据天体物理学模型,早期形成的恒星棒由于引力过强会自我崩溃。即使勉强支撑,长到 2.3 万光年也需要数十亿年。更不用说早期星系中极高比例的气体应该会像黏合剂一样,阻碍恒星棒的形成。

但是,GN20 成功打破了这三大铁律。利用詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb Space Telescope)的近红外相机(Near-infrared Camera)和中红外仪器(Mid-infrared Instrument),科学家们看穿了厚重的星际尘埃,清晰地看到了这个恒星棒。同时,北方扩展毫米波阵列(NOrthern Extended Millimeter Array)望远镜的观测也证实,星系尘埃中同样存在一个对齐的星系棒结构。

研究团队发现,打破不可能的秘密是高度湍流的气体。GN20 星系内部充满了狂暴翻滚的气体,这种强烈的扰动反而抵消了引力坍缩的风险,在极短时间内催生了星系棒的野蛮生长。

这个巨大的引擎一旦运转,就展现出恐怖的破坏力。在恒星棒与外围星系盘交汇的区域,气体疯狂堆积,引爆了恒星诞生的狂潮。GN20 以每年诞生超过 1000 个太阳质量恒星的速度制造着恒星。这个速度是今天银河系的数百倍。

科学家认为,恒星棒正将大量气体泵入星系核心,驱动了这一恒星诞生狂潮的一部分,并可能在喂养中心的超大质量黑洞。

极端的狂欢也意味着极速的落幕。恒星棒如此高效地运送燃料,会在极短时间内榨干整个星系的气体储备。一旦燃料耗尽,这个原本光芒万丈的恒星工厂就会瞬间熄灭,陷入永久的死寂。

这个发现可能解开了一个困扰天文学界多年的谜团。我们在今天的宇宙中经常能看到一些体型巨大、却早已没有恒星诞生的死寂椭圆星系(elliptical galaxy),它们在宇宙极早期就已经熄灭。天文学家一直在寻找它们为何死得如此之快的原因,而 GN20 上的恒星棒可能给出了答案:它们在年轻时通过恒星棒过度进食,提前燃尽了所有的生命燃料。

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图为GN20星系结构。(a) JWST/NIRCam拍摄的红移z=4.055富气体星暴星系GN20图像。(b) JWST/MIRI追踪到盘中长达7千秒差距的恒星棒,由等亮椭圆标注。(c) 北方延伸毫米波阵列(NOEMA)的高分辨率亚毫米观测显示,尘埃延伸覆盖GN20整个恒星盘,示踪强烈的(被遮蔽的)恒星形成区域。(d) 恒星棒与尘埃棒呈现强烈的空间对齐,图源:Leindert A. Boogaard et al (2026). DOI: 10.48550/arXiv.2605.15273

信源:Network, Science X. "JWST finds a stellar bar in the early universe that breaks all rules - Phys.org." phys.org, 31 May 2026