天文學家解決困擾人們60年的類星體之謎
類星體在60年前首次被發現,它可以像一萬億顆恆星擠在太陽系大小的體積裡一樣發光。自它們被首次觀測到以來的幾十年裡,是什麼能引發如此強大的活動一直是個謎。由謝菲爾德大學和赫特福德大學的科學家領導的新工作現在顯示,這是星系碰撞的結果。
科學家們已經揭開了類星體–宇宙中最明亮、最強大的天體–的最大謎團之一,發現它們是由星系碰撞引發的:
類星體在60年前首次被發現,其亮度相當於一萬億顆恆星擠在太陽系大小的空間裡,但直到現在,什麼能引發如此強大的活動仍然是個謎。
通過觀察48個擁有類星體的星系,並將它們與100多個非類星體的星系進行比較,科學家們發現,這種現像是由星系碰撞引發的。
當兩個星系相撞時,引力將大量的氣體推向碰撞產生的殘餘星系系統中心的超大質量黑洞–就在氣體被黑洞吞噬之前,它以輻射的形式釋放出巨大的能量,從而產生了類星體。
銀河系在大約50億年後與仙女座星系相撞時,可能會經歷自己的類星體。
當研究人員使用拉帕爾馬的艾薩克-牛頓望遠鏡進行深度成像觀測時,發現了這些碰撞,在星系的外部區域存在著扭曲的結構,這些結構是類星體的家園。
大多數星系在其中心都有超大質量黑洞。它們也包含大量的氣體–但大多數時候,這些氣體在距離星系中心很遠的地方運行,不在黑洞的範圍內。星系之間的碰撞將氣體推向星系中心的黑洞;就在氣體被黑洞吞噬之前,它以輻射的形式釋放出巨大的能量,從而產生了類星體特有的光輝。
類星體的點燃會對整個星系產生巨大的影響–它可以將其餘的氣體趕出星系,這使得星系在未來的幾十億年裡都無法形成新的恆星。
這是第一次以如此高的靈敏度對這種規模的類星體樣本進行成像。通過比較對48個類星體及其宿主星系的觀測和100多個非類星體星系的圖像,研究人員得出結論,宿主類星體的星係與其他星系相互作用或碰撞的可能性大約是三倍。
這項研究為我們了解這些強大的天體是如何被觸發和推動的提供了一個重要的步驟。
謝菲爾德大學物理和天文學系的Clive Tadhunter教授說:”類星體是宇宙中最極端的現象之一,我們所看到的可能代表了我們自己的銀河系在大約50億年後與仙女座星系碰撞時的未來。觀察這些事件並最終了解它們發生的原因是令人興奮的–但值得慶幸的是,在相當長的一段時間內,地球不會接近這些世界末日事件之一。”
類星體對天體物理學家來說很重要,因為由於它們的亮度,它們在很遠的距離上就很突出,因此作為宇宙歷史上最早的時代的燈塔。赫特福德大學的博士後研究員喬尼-皮爾斯博士解釋說:
“這是一個全世界的科學家都熱衷於了解的領域–美國宇航局詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的主要科學動機之一就是研究宇宙中最早的星系,而韋伯甚至能夠探測到最遙遠的類星體發出的光,這些光是在近130億年前發出的。類星體在我們了解宇宙的歷史方面起著關鍵作用,也可能是銀河系的未來”。