加州大學(xué)河濱分校的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，矮星系中心超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)的強(qiáng)風(fēng)，通過抑制恒星形成，對這些星系的演化產(chǎn)生了重大影響。矮星系是包含一億到幾十億顆恒星的小星系。相比之下，銀河系約有4000億顆恒星。

矮星系是宇宙中最豐富的星系類型，通常圍繞較大的星系運(yùn)行。三位天文學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)對探測到黑洞風(fēng)的強(qiáng)度感到驚訝。領(lǐng)導(dǎo)該研究團(tuán)隊(duì)的加州大學(xué)河濱分校(UC Riverside)物理學(xué)和天文學(xué)教授加布里埃拉·卡納利佐(Gabriela Canalizo)說：

我們預(yù)計(jì)需要更高分辨率和靈敏度的觀測，原本計(jì)劃獲得這些，作為最初觀測的后續(xù)行動(dòng)。但在初步觀察中，可以強(qiáng)烈而清晰地看到跡象，風(fēng)比預(yù)期的要強(qiáng)。Canalizo解釋說：天文學(xué)家在過去的幾十年中一直懷疑大型星系中心的超大質(zhì)量黑洞，會對大型星系的成長和年齡產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)表明，它們的影響即使不是更具戲劇性，也可能在宇宙中的矮星系中同樣具有戲劇性，其研究發(fā)現(xiàn)和成果發(fā)表在了《天體物理學(xué)》期刊上。

研究人員還包括物理學(xué)和天文學(xué)助理教授勞拉·V·薩爾斯；卡納利索實(shí)驗(yàn)室的博士生克里斯蒂娜·M·曼薩諾·金，使用斯隆數(shù)字天空調(diào)查的一部分?jǐn)?shù)據(jù)識別了50個(gè)矮星系，其中29個(gè)顯示出與其中心黑洞有關(guān)的跡象。斯隆數(shù)字天空勘測繪制了超過35%的天空。這29個(gè)星系中的6個(gè)顯示了風(fēng)（特別是高速電離氣體外流）從活動(dòng)黑洞中發(fā)出的證據(jù)。使用位于夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡，不僅能夠探測到，而且能夠測量這些風(fēng)的特定屬性，例如它們的運(yùn)動(dòng)學(xué)、分布和動(dòng)力源（這是第一次這樣做）。

這發(fā)現(xiàn)了一些證據(jù)，表明這些風(fēng)可能正在改變星系形成恒星的速率。研究的第一作者M(jìn)anzano-King解釋說：通過研究矮星系，可以了解許多關(guān)于星系演化的未解問題，當(dāng)矮星系合并在一起時(shí)，通常會形成更大的星系。因此，矮星系對于理解星系如何演化是有用的，矮星系之所以小，是因?yàn)樗鼈冃纬珊?，不知何故避免了與其他星系合并。因此，它們可以作為化石揭示早期宇宙的環(huán)境是什么樣子。矮星系是最小的星系，第一次直接看到風(fēng)，氣體以每秒1000公里的速度流動(dòng)。當(dāng)物質(zhì)落入黑洞時(shí)，由于摩擦和強(qiáng)大的引力場，它會升溫，并釋放輻射能量。

這種能量將環(huán)境氣體從星系中心向外推入星系間空間。有趣的是，這些風(fēng)是被六個(gè)矮星系中的活躍黑洞推出去，而不是像超新星這樣的恒星過程。通常，由恒星過程驅(qū)動(dòng)的風(fēng)在矮星系中很常見，并構(gòu)成調(diào)節(jié)矮星系中可用于形成恒星氣體量的主要過程。天文學(xué)家懷疑，當(dāng)從黑洞發(fā)出的風(fēng)被推出時(shí)，它會在風(fēng)之前壓縮氣體，這可能會增加恒星的形成。但是，如果所有的風(fēng)都從星系中心排出，氣體就變得不可用，恒星的形成可能會減少。后者似乎就是研究人員發(fā)現(xiàn)六個(gè)矮星系中正在發(fā)生的事情。

在這六種情況下，風(fēng)對恒星形成有負(fù)面影響，關(guān)于星系形成和演化的理論模型沒有包括矮星系中黑洞的影響。然而，天文學(xué)家正在看到這些星系中的恒星形成，正受到抑制的證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)表明，星系形成模型必須包括黑洞作為矮星系中恒星形成的重要(如果不是占主導(dǎo)地位)調(diào)節(jié)器。下一步，研究人員計(jì)劃研究矮星系中氣體外流的質(zhì)量和動(dòng)量。這將更好地告知依賴這些數(shù)據(jù)建立模型的理論家，反過來，這些模型教給觀測天文學(xué)家，這些風(fēng)是如何影響矮星系的。

博科園｜研究/來自：加州大學(xué)河濱分校

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab4197

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