研究發現類星體可能會被它們所在的星系塵埃所掩蓋
新的研究發現,類星體- 星系的明亮中心可能會被它們所在的星系所掩蓋。這與以往認為類星體的光芒只會被周圍的塵埃環所掩蓋的觀點相矛盾,為星系及其中心黑洞的演化帶來了新的啟示。
藝術插圖:被認為圍繞著超大質量黑洞及其吸積盤的厚塵埃環。杜倫大學(Durham University)的研究人員利用ALMA 發現,星爆星系中稠密的氣體和塵埃可以遮擋類星體,這對認為只有附近的塵埃環才是罪魁禍首的觀點提出了質疑。圖片來源:ESA / V. Beckmann (NASA-GSFC)
一項新的研究揭示,位於星系中心的超大質量黑洞(即類星體)有時會被其宿主星系中濃密的氣體雲和塵埃所遮蔽。這挑戰了類星體只被黑洞附近的甜甜圈狀塵埃環遮擋的普遍觀點。
類星體是由黑洞吞噬周圍物質而產生的極度明亮的天體。如果厚厚的雲層阻擋在我們和類星體之間,它們強大的輻射就會被擋住。
長期以來,天文學家一直認為這種遮擋物質只存在於類星體的周圍,即環繞類星體的”塵埃環”(或甜甜圈)中。現在,由杜倫大學領導的科學家小組發現了證據,在某些類星體中,遮蔽物完全是由類星體所在的宿主星系造成的。
遮擋來源示意圖。橙色雲代表靠近中央黑洞的塵埃和氣體,而帶有恆星的藍色雲代表星系中形成恆星的塵埃和氣體。藍色的梯度代表星系中的氣體和塵埃量,從少量(透明)到大量(不透明)。資料來源:達勒姆大學
他們利用位於智利的阿塔卡馬大型毫米波陣列(ALMA)觀測了一個恆星形成率非常高的塵埃類星體樣本。他們發現,這些類星體中有很多都生活在非常緊湊的星系中,即所謂的”星爆星系”,直徑不超過3000 光年。
這些星爆星系每年可以形成1000 多顆像太陽一樣的恆星。要形成這麼多的恆星,星系需要大量的氣體和塵埃,而氣體和塵埃正是恆星的基本組成部分。在這樣的星系中,由於恆星的快速形成而激起的氣體和塵埃雲會堆積起來,完全掩蓋類星體。
研究報告全文發表在《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。
該研究的主要作者、杜倫大學河外天文中心的博士生卡羅琳娜-安多妮(Carolina Andonie)說:”這就像是類星體被埋在了宿主星系中。在某些情況下,周圍的星系充滿了氣體和塵埃,甚至連X 射線都無法逃逸。我們一直以為只有黑洞周圍的塵埃甜甜圈才能將類星體隱藏起來。現在我們意識到整個星係都可以加入。這種現像似乎只有在類星體發生劇烈增長時才會發生”。
研究團隊估計,在大約10%-30%的快速恆星形成類星體中,宿主星係是遮蔽類星體的唯一原因。這些發現為了解星系生長與黑洞活動之間的關聯提供了新的視角。
被遮蔽的類星體可能代表了早期的演化階段,此時年輕的星系充滿了冷氣體和塵埃,促進了恆星的高速形成和黑洞的高速增長。
該研究的合著者、達勒姆大學的大衛-亞歷山大(David Alexander)教授說:”這是一個動盪混亂的演化階段,氣體和恆星在星系中心發生碰撞並聚集在一起。宇宙食物爭奪戰將類星體嬰兒包裹在其出生時的塵埃繭中”。
揭開這些被掩埋的類星體的面紗將有助於科學家了解星系和星系中心的超大質量黑洞之間的關聯。