在遥远的宇宙深处，有巨大的发光星系，本质上就是恒星农场。我们的家，银河系，每年产生一到两颗新恒星，但是这些星系每年产生超过1000颗新恒星。到目前为止，他们是如何做到这一点的一直是个谜。

根据发表在《自然》杂志上的一篇论文，这些古老的星系因其可见的红外波长而被称为亚毫米星系（SMG），它们在数百万年的时间里不断积累气体。计算机模拟显示，这种气体被推到星系边缘，成为许多新恒星形成的主要成分。

这些巨大的发光星系本质上就是恒星农场

这些发现有助于解释SMG是如何如此迅速地涌现出新星的。SMG被认为是在大爆炸后不久形成的。这让科学家们很困惑，因为星系长到这么大通常需要很长时间。没有人知道，在宇宙如此年轻的时候，这些星系是如何**了这么多恒星的。”哈弗福德学院天文学助理教授德西卡·纳拉亚南（Desika Narayanan）说：“我们希望我们现在有了一个模型，可以解释20年来相当神秘的天体物理来源。”。

在这项研究之前，主要的理论是SMG是两个星系合并的结果。它解释了星系如此明亮的原因：恒星数量增加了一倍。”这或多或少是一个普遍的观点，但它也有一些棘手的问题，“纳拉亚南说。首先，天文学家观测到的星系合并往往只在相对较短的时间内明亮——只有数千万年。SMG比它亮10倍。此外，星系合并往往导致相对紧凑的星系，而SMG是10倍大的典型合并。

为了弄清SMG的来源，Narayanan和他的团队模拟了宇宙大爆炸20亿年后星系的形成过程。他们用计算机再现了早期宇宙的一小块，展示了它如何在数百万年的时间里成长和进化。模拟考虑了各种物理方程——比如与重力、流体流动、恒星如何演化等有关的方程。”纳拉亚南说：“你把这个放在电脑模拟中，然后按go，看看会发生什么。”通过这样做，我们追踪形成的星系，最后我们得到了一些模型星系。”

气体如何在“亚毫米星系”中流动的模拟

起初，很难知道这些星系是什么样子的；天文学家所掌握的一切都是这些天体的物理特征，比如它们的基本温度或速度。他们不知道星系中有多少恒星，也不知道它们有多亮。为了解决这一问题，纳拉亚南应用了一种被称为辐射传输代码的方法，它模拟了光如何流过星系。这照亮了星系模型，显示其中一些足够明亮，可以成为SMG。

光的运动也表明了SMG是如何创造出如此多的新星的。因为SMG的质量如此之大，它有巨大的引力，从周围的星系际空间吸引了大量的气体。这些气体被拉进星系，然后被所有恒星发出的光向外推回。这是一种被称为反馈的相互作用，光对液体施加推动压力。这一过程导致气体在银河系边缘缓慢积聚，就像一个成分库，SMG可以利用它来形成新的恒星。

当星系的质量足够吸引气体时，它们似乎就变成了SMG

纳拉亚南说：“当星系的质量足以吸入这种气体时，它们似乎就变成了SMG。”。然后，他们进入这个反馈回路，让他们不断地填满他们的气层。”有可能所有这些质量的星系都会变成亚毫米星系，如果这是真的，那么这些数字的计算结果正好与实际观测到的有多少人的丰度相匹配，”纳拉亚南说。

这些模型提出的解释令天文学家满意。”德克萨斯大学的天文学家凯特琳·凯西（Caitlin Casey）没有参与这项研究，他说：“在宇宙学模拟中，我们可以形成宇宙中最极端的星系之一，这实际上相当准确地描述了像我这样的观察者在望远镜前看到的景象。”。当然，这些仍然只是计算机模拟。伊利诺伊大学的天文学家Joaquin Vieira希望，智利北部的Atacama大型毫米波阵列（ALMA）天文台收集的数据可以进一步验证这些模型。

有了更多的数据，我们就可以更好地了解宇宙中这些罕见的天体，它们能放出那么多恒星。