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最新证明:黑洞驱动的类星体,能够撕裂星际空间,阻止恒星形成!

最新证明:黑洞驱动的类星体,能够撕裂星际空间,阻止恒星形成!
2020年06月14日 09:37 新浪网 作者 博科园

  利用哈勃太空望远镜的独特能力,由弗吉尼亚理工大学Nahum Arav领导的天文学家团队,发现了宇宙中有史以来最高能量的射流。这些射流出来自类星体,撕裂星际空间,类似于地球上的海啸,对类星体所在的星系造成了严重破坏。类星体是遥远星系中明亮而致密的核心,类星体亮度可以达到宿主星系(通常由数亿颗恒星组成)的1000倍。

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  弗吉尼亚理工大学理工学院物理系教授Nahum Arav说:中心引擎是超大质量黑洞,充斥着不断涌入的尘埃、气体和恒星。类星体是黑洞吞噬物质时产生的,因此会发出强烈的辐射,在来自黑洞炽热辐射压力的推动下,冲击性爆炸将物质从星系系中心喷出,加速到光速的几个百分点。这些外流对于理解星系的形成至关重要,它们每年推动数百个太阳质量的物质。

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  这些流出物质携带的机械能比整个星系的光度高出数百倍,其研究发现发表在《天体物理学》期刊上。Nahum Arav的研究团队包括来自弗吉尼亚理工大学的博士后研究员蒂莫西·米勒(Timothy Miller)和博士生徐新峰,以及马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)的杰拉德·克里斯(Gerard Kriss)和瑞秋·普莱莎(Rachel Plesha)。

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  类星体风在星系的圆盘上扩散,猛烈地席卷着原本会形成新恒星的物质。根据这项研究,辐射推动气体和尘埃的距离比科学家之前认为的要远得多,造成了整个星系系的事件。当这场宇宙海啸猛烈撞击星际物质时,它的温度飙升到数十亿度,物质主要在X射线中发光,但也广泛地覆盖了整个光谱,任何目击这一事件的人都会看到一场奇妙的烟花表演。首先会受到X射线和伽马射线的大量辐射,然后会渗透到可见光和红外光中。

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  观察者会看到一场巨大的灯光秀,就像星系里的圣诞树一样。星系演化的数值模拟表明,这样的外流可以解释一些重要的宇宙学难题,比如为什么天文学家在宇宙中观测到的大型星系如此之少,为什么星系的质量与其中心黑洞质量之间存在关系。这项研究表明,强大的类星体外流在早期宇宙中应该很普遍。哥伦比亚大学和普林斯顿大学的著名宇宙学家耶利米·P·奥斯特莱克(Jeremiah P.Ostriker)说:

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  几十年来,理论家和观察者都知道,有一些物理过程会阻止大质量星系的恒星形成,但这个过程的性质一直是个谜。把观测到的流出数据放入模拟中,可以解决星系演化中这些悬而未决的问题。除了测量迄今观测到能量最高的类星体外,研究小组还发现另一种流出速度比其他任何一种都要快,在三年的时间里,从每小时近4300万英里增加到大约4600万英里。科学家们相信,随着时间的推移,它的加速度将继续增加。

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  数据中有如此之多的发现,让研究人员感觉自己就像是糖果店里的孩子。天文学家通过观察发光气体发出光的光谱“指纹”,能够计算出气体被类星体风加速的惊人速度。哈勃紫外数据表明,由于气体在空间中的快速运动,这些吸收特征在光谱中发生了移动。这是由于多普勒效应,物体的运动会压缩或伸展光的波长,这取决于它是靠近还是远离我们。美国宇航局表示:只有哈勃太空望远镜具有超高的紫外线敏感度,可以获得这一发现的必要观测。

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  博科园|研究/来自:Virginia Tech

  DOI: 10.3847/1538-4365/ab66af

  博科园|科学、科技、科研、科普

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