三幅圖從上到下顯示了XMM-2599的演化軌跡，它從一個塵土飛揚的恆星形成星系開始，然後變成一個死亡的星系，最後可能變成了“最亮的星系團”。圖片：NRAO/AUI/NSF/B. Saxton; NASA/ESA/R. Foley; NASA/StScI.

由加利福尼亞大學河濱分校的科學家領導的國際天文學家團隊發現了一個不尋常的怪物星系，該星系存在於大約120億年前，當時宇宙只有18億年的歷史。

被稱為XMM-2599的星系以高速率形成恆星，然後死亡。為什麼突然停止形成恆星尚不清楚。

研究的第一作者，加州大學河濱分校物理與天文學系的博士後研究員本傑明·福雷斯特（Benjamin Forrest）說：“甚至在宇宙存在的前20億年，XMM-2599就已經形成了超過3000億個恆星，使其成為超大品質星系。更值得注意的是，我們證明XMM-2599在宇宙不到10億年時就以極大的狂熱形成了大部分恆星，然後在宇宙只有18億年時就變得不活躍。”

該團隊使用凱克天文臺功能強大的紅外多目標光譜探測儀（MOSFIRE）進行光譜觀察，以對XMM-2599進行詳細測量並精確量化其距離。

研究結果發表在《天體物理學雜誌》上。

加州大學河濱分校的福雷斯特實驗室的物理學和天文學教授吉蓮·威爾遜（Gillian Wilson）說：“在這個時代，很少有星系停止形成恆星，而且沒有一個像XMM-2599那樣龐大。像XMM-2599這樣的超大品質星系的存在對數值模型提出了很大的挑戰。儘管在當時，如此龐大的星系極為罕見，但這些模型確實能夠預測它們。但是，模型預測這些星系會活躍地形成恆星。使XMM-2599如此有趣，與眾不同和令人驚訝的原因是，它不再形成恆星，可能是因為它不再獲取燃料或開始出現黑洞了，我們的結果要求修改模型以匹配早期星系關閉恆星形成。”

研究小組發現，XMM-2599處於活動高峰時，每年在恆星中形成1000多個恆星，這是極高的恆星形成率。相比之下，銀河系每年約形成一顆新星。

塔夫茨大學（University of Tufts University）天文學副教授，兼“太空望遠鏡”一書的共同作者“達尼洛·馬爾凱西尼（Danilo Marchesini）表示：“XMM-2599可能是新紅外望遠鏡最近發現的早期宇宙中形成大量恆星的塵埃星系的後裔。”

XMM-2599的進化途徑尚不清楚。

威爾遜說：“我們已經將XMM-2599置於非活動狀態。我們不知道它今天將變成什麼。我們知道它不會失去品質。一個有趣的問題是它周圍發生了什麼。隨著時間的流逝，它是否會在重力作用下吸引附近的星系併成為一個明亮的星系城市？”

加州大學歐文分校天文學副教授邁克爾·庫珀（Michael Cooper）說，這一結果很有可能發生。

吉蓮·威爾遜和本傑明·福雷斯特。圖片：I. Pittalwala, UC Riverside.

他說：“也許在接下來的一百一十七億年的宇宙歷史中，XMM-2599將成為當地宇宙中最明亮，品質最大的星系團之一的核心成員。或者，它可能繼續孤立存在。或者我們可能會遇到介於這兩種結果之間的情況。”

該團隊在凱克天文臺獲得了更多的時間來跟進XMM-2599提示的未解決問題。

塔夫茨大學博士後研究員瑪麗安娜·安農齊亞泰拉（Marianna Annunziatella）表示：“我們認為XMM-2599僅是一項有趣的研究。我們使用凱克天文臺更好地表徵和確認其性質，並幫助我們了解怪物星系是如何形成和死亡的。MOSFIRE是世界上進行此類研究的最有效的工具之一。”