想喝杯宇宙茶嗎？這一次不像地球上的那樣平靜，在一個(gè)擁有綽號為“茶杯”結(jié)構(gòu)的星系中，一場星系風(fēng)暴正在肆虐。宇宙風(fēng)暴來源是一個(gè)深埋在星系中心的超大質(zhì)量黑洞，官方名稱為SDSS 1430+1339。

當(dāng)星系中心區(qū)域的物質(zhì)被拉向黑洞時(shí)被黑洞附近的強(qiáng)引力和磁場所激發(fā)。正在下落的物質(zhì)產(chǎn)生輻射比宿主星系中的所有恒星都要多，這被稱為類星體。茶杯座所在的星系距離地球約11億光年，2007年市民科學(xué)家利用斯隆數(shù)字天空調(diào)查(Sloan Digital Sky Survey)數(shù)據(jù)：

博科園-科學(xué)科普：在galaxy Zoo項(xiàng)目的可見光圖像中首次發(fā)現(xiàn)了茶杯座星系。從那時(shí)起，專業(yè)天文學(xué)家使用太空望遠(yuǎn)鏡收集了關(guān)于這個(gè)星系歷史的線索，以期預(yù)測它未來的風(fēng)暴程度。這張新合成圖像包含了來自錢德拉的x射線數(shù)據(jù)(藍(lán)色)和來自美國宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)視圖(紅色和綠色)。茶杯的“把手”是一個(gè)由光學(xué)和x射線組成的環(huán)，環(huán)繞著一個(gè)巨大氣泡。這個(gè)手形的特征，距離超大質(zhì)量黑洞大約30000光年，很可能是由一個(gè)或多個(gè)由黑洞驅(qū)動的噴發(fā)形成。

用光學(xué)數(shù)據(jù)單獨(dú)合成的圖像顯示射電輻射也勾勒出了這個(gè)氣泡，在黑洞的另一邊還有一個(gè)大小相同的氣泡。此前，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測顯示，茶杯柄上的原子被電離了。也就是說，當(dāng)這些粒子一些電子被剝離時(shí)，這些粒子就會帶電，這可能是過去類星體的強(qiáng)輻射造成。將電離原子所需的輻射量與從類星體光學(xué)觀測中推斷出來的輻射量進(jìn)行了比較。這一比較表明，類星體輻射產(chǎn)量在過去4萬至10萬年間減少了50至600倍。這一推斷使研究人員得出結(jié)論，茶杯中的類星體正在衰退或死亡

錢德拉和歐洲航天局xmm -牛頓任務(wù)的新數(shù)據(jù)使天文學(xué)家對這場星系風(fēng)暴歷史有了更好的了解。x射線光譜(即在一定能量范圍內(nèi)x射線的數(shù)量)顯示類星體被氣體嚴(yán)重遮擋。這意味著類星體產(chǎn)生的電離輻射比僅憑光學(xué)數(shù)據(jù)估計(jì)的要多得多，有關(guān)類星體死亡的傳言可能被夸大了。相反，類星體在過去的10萬年里只變暗了25倍或更少。錢德拉數(shù)據(jù)還顯示了氣泡內(nèi)存在更熱氣體的證據(jù)，這可能意味著有一股物質(zhì)風(fēng)正從黑洞吹走。這種由類星體輻射驅(qū)動的風(fēng)，可能產(chǎn)生了茶杯里的氣泡。

天文學(xué)家們此前曾在橢圓星系、星系群和星系團(tuán)中觀察到各種大小的氣泡，這些氣泡是由包含接近光速的粒子的窄噴流產(chǎn)生，這些粒子從超大質(zhì)量黑洞中噴射而出。噴流能量控制著這些黑洞的能量輸出，而不是輻射。在這些噴氣驅(qū)動系統(tǒng)中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡所需能量與它們的x射線亮度成正比。令人驚訝的是，輻射驅(qū)動的茶杯狀類星體遵循這種模式。這表明輻射主導(dǎo)的類星體系統(tǒng)和它們噴射主導(dǎo)的表親可能對星系環(huán)境產(chǎn)生類似影響。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?澳大利亞國立大學(xué)/Will Wright

參考期刊文獻(xiàn):《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab037d

博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美