摘要：新发现解释了凤凰集群的神秘星爆。数据证实该集群正在积极冷却，并能够自行生成大量的恒星燃料。...
大量星系群的核心似乎在抽出恒星远远超过应有的恒星。现在，麻省理工学院和其他地方的研究人员发现了集群中的一种关键成分，可以解释核心的多产星爆。
在一项新的研究中自然，科学家报告说，使用NASA的James Webb太空望远镜（JWST）观察凤凰集群 - 庞大的重力星系集合，绕过地球约58亿光年的中央大型星系。该群集是科学家迄今观察到的最大类型。对于它的大小和估计年龄，凤凰城应该是天文学家所说的“红色和死亡” - 长期以来，以任何是年轻星系的特征的恒星形成来完成的。
但是天文学家此前曾发现，凤凰集群的核心显得出奇的明亮，中央银河似乎以极其剧烈的速度搅动恒星。这些观察结果引起了一个谜：凤凰是如何加油如此迅速的恒星形成？
在年轻的星系中，用于锻造恒星的“燃料”的形式极为冷且密集的星际气体云。对于较旧的凤凰集群，尚不清楚中央星系是否可以经历极端冷却的气体来解释其出色的产量，或者是否从其他年轻的星系中迁移了冷气。
现在，使用JWST的深远，红外测量功能，麻省理工学院的团队已经对集群的核心有了更清晰的看法。他们首次能够在核心内绘制有“温暖”气体口袋的核心区域。天文学家以前已经看到了非常热的气和非常冷的气的暗示，但两者之间没有任何暗示。
暖气的检测证实，凤凰集群正在积极冷却，并能够自行产生大量的恒星燃料。
MIT Kavli天体物理学和空间研究研究所的物理学研究生Michael Reefe说：“我们第一次对恒星形成中的热到温度阶段进行了完整的了解，这实际上从未在任何星系中观察到。” “到处都有这种中间气的光环，我们可以看到。”
“现在的问题是，为什么这个系统？” MIT物理副教授Michael McDonald补充了合着者Michael McDonald。 “这个巨大的星光可能是每个集群在某个时候都经历的事情，但是我们只看到它目前在一个集群中发生。另一个可能性是，该系统有一些不同的东西，而凤凰城走了一条其他系统不会走的道路。这很有趣。”
冷热
凤凰集群首先是由天文学家使用南极洲的南极望远镜发现的。该群集包括大约1,000个星系，位于凤凰城星座中，之后被命名。两年后，麦当劳领导了使用多个望远镜专注于凤凰城的努力，并发现该集群的中央星系非常明亮。意想不到的光度是由于恒星形成的消防。他和他的同事估计，这个中央星系每年以惊人的速度出现明星。
麦克唐纳说：“凤凰城之前，宇宙中最明星的星系群每年大约有100颗恒星，即使那是一个异常值。典型的数字是单个的。” “凤凰确实与其他人口相抵消。”
自从这一发现以来，科学家不时地在集群上检查了线索，以解释异常高的恒星产量。他们观察到两种超容气的口袋，约100万华氏度，以及极冷气的区域，10 kelvins，或超过绝对零的10度。
存在非常热气的存在并不奇怪：大多数巨大的星系，年轻的和老式的，在其核心上寄托着黑洞，它们会散发出极大的颗粒，这些颗粒可以在整个银河系的一生中不断加热星系的气体和灰尘。只有在银河系的早期阶段，这种数百万度气体才能急剧冷却到超低温度，然后才能形成恒星。对于凤凰集簇的中央星系，应该已经超过极端冷却的阶段，超速气体的存在带来了难题。
“问题是：这种冷气来自哪里？”麦当劳说。 “不是因为热气会永远冷却，因为可能会有黑洞或超新星反馈。因此，有一些可行的选择，最简单的是，这种冷气被从附近的其他星系中扔进了中心。另一个是这种气体直接从核心的热气中直接冷却。”
霓虹灯标志
在他们的新研究中，研究人员在一个关键的假设下进行了工作：如果凤凰集团的冷，恒星形成气体来自中央星系内，而不是来自周围星系，则中央星系不仅应该具有大量的冷热气体，而且还应具有“温暖”阶段“温暖”的气体。检测到这种中间气体就像在极端冷却中捕获气体，以证明集群的核心确实是冷恒星燃料的来源。
在此推理之后，该团队试图检测凤凰芯内的任何温暖气体。他们寻找的天然气在10个Kelvins和100万Kelvins之间。为了在58亿光年的系统中搜索这种Goldilocks气体，研究人员向JWST搜寻，JWST能够比迄今为止任何观察者更清楚地观察到更远的观察。
该团队在JWST的中红外仪器（MIRI）上使用了中分辨率的光谱仪，该仪表使科学家能够在红外光谱中绘制光。 2023年7月，该团队将乐器集中在凤凰核心上，并收集了12小时的红外图像。他们寻找一种特定的波长，当气体（特别是霓虹灯气体）经历一定的离子损失时发出的特定波长。这种过渡发生在约300,000 kelvins或华氏540摄氏度，这种温度恰好在研究人员希望检测和映射的“温暖”范围内。小组分析了图像，并绘制了在中央星系中观察到温暖气体的位置。
Reefe说：“这种300,000度的气体就像一个霓虹灯迹象，它在特定的光中发光，我们可以在整个整个视野中看到它的团块和细丝。” “你可以到处看到它。”
根据核心中温暖气体的程度，该团队估计中央星系正在经历大量的极端冷却，并且每年产生一定数量的超低气体，等于质量约为20,000个太阳。由于这种出色的燃料供应，团队说，中央银河很可能确实产生了自己的星球，而不是使用周围星系的燃料。
麦当劳说：“我认为我们完全了解正在发生的事情，这是什么产生了所有这些恒星。” “我们不明白为什么。但是，这项新作品为观察这些系统开辟了一种新方法，并更好地理解它们。”
这项工作部分由NASA资助。
