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星系在黑洞的盛宴中幸存下来——暂时如诚客凡品此

天文学与空间 2022-05-19 00:01:10

大学空间研究协会 名为CQ4479的星系示意图

星系中心极其活跃的黑洞消耗物质的速度如此之快,以至于当物质旋转到黑洞中心时会发光,形成一个发光的类星体

类星体产生强烈的能量,被认为可以阻止所有恒星的诞生,并对星系的发展造成致命的打击

但是索非亚发现,星系CQ4479在这些巨大的力量下幸存下来,保持着足够的冷气体,在边缘显示为棕色,每年产生大约100颗太阳大小的恒星,显示为蓝色

这一发现正促使科学家重新思考他们的星系演化理论

荣誉:美国国家航空航天局/丹尼尔·鲁特 黑洞被认为吞噬了太多周围的物质,以至于终结了它们宿主星系的生命

在这个过程中,他们创造了一个被称为类星体的高能物体,以前人们认为类星体会阻止恒星的诞生

现在,研究人员发现了一个星系,这个星系通过不断产生新的恒星——每年大约100颗太阳大小的恒星——而在类星体的巨大力量下存活下来

平流层红外天文台(SOFIA)的发现可以解释大质量星系是如何形成的,尽管宇宙是由不再形成恒星的星系主导的。

该结果发表在《天体物理学杂志》上

“这向我们表明,活跃黑洞的增长不会瞬间停止恒星的诞生,这违背了所有当前的科学预测,”该研究的合著者、堪萨斯州劳伦斯市堪萨斯大学助理教授艾莉森·柯克帕特里克说

“这让我们重新思考我们关于星系如何进化的理论

" 索非亚是美国国家航空航天局和德国航天中心的一个联合项目,研究了一个极其遥远的星系,位于5

250亿光年之外叫做CQ4479

它的核心是一种特殊类型的类星体,最近被柯克帕特里克发现,称为“冷类星体”

“在这种类星体中,活跃的黑洞仍在享用来自其宿主星系的物质,但类星体的强烈能量并没有破坏所有的冷气体,因此恒星可以继续形成,星系也继续存在

这是研究人员第一次详细观察冷类星体,直接测量黑洞的生长、恒星的出生率以及还有多少冷气体为星系提供燃料

“我们惊讶地看到另一个与当前理论相悖的古怪星系,”凯文·库克说,他是堪萨斯州劳伦斯市堪萨斯大学的博士后研究员,也是这项研究的主要作者

“如果这种串联式增长继续下去,在星系到达其生命尽头之前,黑洞及其周围的恒星的大小将会增加两倍

" 作为宇宙中最亮和最遥远的物体之一,类星体或“准恒星射电源”是出了名的难以观察,因为它们经常比周围的一切都亮

当一个特别活跃的黑洞从其周围的星系中消耗大量的物质,产生强大的引力时,它们就形成了

随着越来越多的物质越来越快地向黑洞中心旋转,物质变热并发出明亮的光

类星体产生的能量如此之多,以至于它经常超越周围的一切,使得观测其宿主星系的尝试变得盲目

目前的理论预测,这种能量会加热或排出创造恒星所需的冷气,阻止恒星诞生,并对星系的成长造成致命打击

但是SOFIA揭示,当黑洞的盛宴继续为类星体的强大力量提供动力时,星系的恒星诞生可以持续的时间相对较短

索非亚没有直接观察新生的恒星,而是用9英尺的望远镜探测恒星形成过程中加热的尘埃发出的红外光

利用索非亚的高分辨率机载宽带照相机,或HAWC+仪器收集的数据,科学家们能够估计出过去1亿年的恒星形成量

“索菲亚让我们看到了这两个过程可以共存的短暂时间窗口,”库克说

“这是唯一能够研究这个星系中恒星诞生而不被强烈发光的类星体淹没的望远镜

" 黑洞和恒星共同成长的短暂窗口代表了星系死亡的早期阶段,在这个阶段,星系还没有屈服于类星体的毁灭效应

需要继续对SOFIA进行研究,以了解在最终到达生命尽头之前,许多其他星系是否经历了与黑洞和恒星联合生长类似的阶段

詹姆斯·韦伯太空望远镜计划于2021年发射,未来的观测将揭示类星体如何影响其宿主星系的整体形状

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