宇宙的恐怖秀場:碰撞星系中的噴射流,很是壯觀
太空可能是一場恐怖的表演?,F(xiàn)在天文學(xué)家已經(jīng)捕捉到了兩個重量級星系碰撞時引發(fā)的大屠殺的第一張照片證據(jù)。國際研究人員在兩個星系撞擊時捕捉了有史以來第一幅相對論性噴流和等離子體噴射的圖像。雖然星系碰撞并不少見,但這是我們第一次看見這樣的噴射物溢出。這繼而又為我們提供了一些關(guān)于它如何形成的線索。
在此情況中,兩個星系的中心都有巨大的黑洞。這些黑洞將物質(zhì)吸引到一個猛烈并發(fā)強光的漩渦中。這樣的明亮的核心被稱為活動星系核(AGN)。它們一秒內(nèi)釋放出的能量比我們可憐的老太陽一輩子產(chǎn)生的能量還要多。大約15%的活動星系核恰好具備從兩極發(fā)射等離子體流的條件,這也創(chuàng)造了一對穿越星際的“激光劍”。
大多數(shù)噴射流的方向都指向遠離我們視線的地方。這樣的活動星系核我們稱之為類星體。但偶爾它也會沖著我們,使我們能安全觀察這接近光速運動的粒子形成的噴射流。一個名為TXS 2116-077的星系恰好就有這么一種活動星系核。這對想分析其完整光譜的天文學(xué)家來說是個好消息。但是,這場“燈光秀”卻有點奇怪。
博洛尼亞天體物理學(xué)和空間科學(xué)天文臺的天文學(xué)家斯特凡諾·馬爾凱西(Stefano Marchesi)解釋道:”通常情況下,噴流發(fā)出的光線非常強大,亮我們無法看到它背后的星系。這就像當有人用手電筒照進你的眼睛。你只能看見手電筒的光。但這束噴流的威力較小,因此我們可以看到它來自的那個星系。”看來,這種特殊的噴流只是在“熱身”。我們可以看到其背后的母星系正在潛入另一個星系的中心。
這條線索有助于研究人員解釋這噴流的年輕性。較亮的活動星系核通常位于布滿相對年輕的恒星的星系內(nèi)。這可能反映了恒星形成所需的(和喂養(yǎng)黑洞)物質(zhì)云的豐富。奇怪的是,那些產(chǎn)生噴流的星系往往是較老的橢圓型星系。參與這次碰撞的兩個星系是兩個形似圓盤并比較年輕的星系。但因為這兩個星系中散布著少量氣體和其他朦朧物質(zhì)的表明這并不是它們第一次“打架”。
把這些線索放在一起后,研究人員認為塵埃和氣體云需要巨大的”推搡”才能降到活動星系核上。在那里它被旋轉(zhuǎn),變得很熱,然后再次被遠遠地射向宇宙。來自克萊姆森大學(xué)的天文學(xué)家馬克·阿杰羅(Marco Ajello)說:“氣體很難從星系中被分離出來并被送到星系中心。你需要一些東西來‘搖一搖’星系才能使氣體到達中心?!弊罱K,黑洞范圍內(nèi)的所有物質(zhì)都會被噴走,從而導(dǎo)致一段相對平靜的時期。
這個時期中,活動星系核冷卻,恒星也不再形成。這一發(fā)現(xiàn)影響了我們對來自其他橢圓星系的噴流的解釋:我們發(fā)現(xiàn)碰撞是這些充滿較老恒星的星系的演化過程中的關(guān)鍵特征。由于我們所處的銀河系注定要在約45億年后與鄰近的仙女座星系會合,我們可能會看見類似的“血腥暴力”的噴流。我們銀河系的黑洞并不活躍,但只要重組一下,一切皆有可能。
德國電子同步加速器研究所的物理學(xué)家瓦迪希·帕利婭(Vaidehi Paliya)說:“科學(xué)家進行了詳細的數(shù)值模擬,并預(yù)測這一事件可能最終導(dǎo)致一個巨大的橢圓星系的形成。根據(jù)物理條件,它可能擁有相對論噴流,但那將是很久以后的事了。”
BY: Mike McRae
FY: Amberley
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