这样的极其富气体的大质量星系在现在的宇宙学模拟中其实是很难重现出来的,这大概是因为在HXMM01过去的演化中,气体向星系吸积的速率在很长时段内都超过了恒星形成速率的原因。考虑这个系统完成并和的时标,其中的气体贮藏和恒星形成效率,这样的一个系统很可能会在红移1.7左右的时候演化为一个质量在4×10^11M⊙的椭圆星系前身;而且,由于系统中很高的恒星形成效率和较短的动力学时标,即便不使用任何反馈机制,HXM001也能在230 Myr左右的很短时间内就消耗完其中的大部分气体贮藏,将星系变成一个典型的贫气体宁静星系。
作为一个极其稀有和极端的例子,HXM001的认证和研究可以帮助我们进一步理解宇宙中质量最大的星系的可能形成路径。也许不需要通过多次椭圆星系之间的并和活动,仅仅通过一次极其富气体的主并和活动能够形成一个足够大质量的椭圆星系呢?尽管目前只有一个这样的例子,作者还是根据观测天区的范围和这种极端高速恒星阶段的可能时标大致估计了一下相似系统在2
图2 HXMM001整体和两个子系统在CO(1-0)线强度和红外总光度,以及恒星质量和恒星形成率关系上的位置。同时比较了其他红移2处的SMG。
问题和讨论:
作者调动了从Keck到JVLA的各种地面大型设备,为我们仔细的描绘出了100亿年前一个极其罕见的大质量,富气体并和系统的面貌,并指出了类似的方式可能是形成超大质量椭圆星系前身的一种有效途径。
就我个人而言,看到这个非常有趣的系统后马上有两个我自己也不知道答案的问题浮现出来:
1.这样的系统所处的环境是怎么样的?因为在邻近宇宙中,质量在4×10^11M⊙左右的超大质量椭圆形系很少孤立存在的,他们往往作为中心系统,拉家带伙的存在于星系团和大质量星系群中央。HXMM01是否也会有这样的结局呢?
2.作者认为HXMM001会在z~1.5左右变成一个很大质量的椭圆星系。从恒星质量上说没有问题,但是我们知道邻近宇宙中这样的星系有一些明确的结构和运动学性质,比如中心存在一个平坦的”core”结构,比如中心运动学完全由速度弥散度主导(所谓的slow rotator);然而,作为一个极其富气体的系统,HXMM001的最终并和产物很难会是一个完全没有旋转主导成分的星系(气体的耗散过程几乎一定会导致像盘一样的旋转成分的形成),而且气体在并和过程中通过耗散过程损失角动量向并和系统的中心下落最终会在中心导致恒星形成活动,产生一个额外的恒星聚集,而不是一个平坦的平台状结构。从z~1.5到z~0.0,这期间什么样的物理过程最终导致了旋转成分的消失和中心Core结构的形成呢?