跨星系的類星體海嘯

2023-04-02 00:23:12

類星體是一個天文術語，是類星物體的簡稱，也稱為類星體、奎達星或類星射電源。連同脈衝星、微波背景輻射和星際有機分子，它也被稱為20世紀60年代天文學的「四大發現」。長期以來，它一直是天文學家難題列表中的常客。

類星體起源於黑洞。當黑洞吞噬物質時，熱氣體包圍黑洞並發出強烈的輻射，從而形成類星體。由黑洞附近產生的輻射壓力驅動的外流將物質推離星系中心，這將加速到驚人的速度，甚至達到光速的百分之幾。維吉尼亞州布萊克斯堡的維吉尼亞理工大學首席研究員納哈姆·阿拉夫解釋說:「這種自然現象所捕獲的機械能應該屬於自然界中最高的。在1000萬年的生命周期中，這些流出物產生的能量是伽馬射線爆發的100萬倍。」這些外流每年推動數百種太陽質量物質。這些流出物攜帶的機械能比整個星系的亮度高數百倍。「

這是一個以活動類星體為中心的遙遠星系的圖示。

類星體的外流像吹雪機一樣掃過星繫結果，一些原本會形成新恆星的物質被從星系中移除，導致恆星誕生過程停止。巨大的能量推動氣體和塵埃遠遠超出科學家之前的想像，創造出一個像銀河系一樣廣闊的景象。

當宇宙海嘯撞上星際物質時，海嘯前的溫度飆升至數十億度，物質在大量的X射線中發出光譜範圍極廣的強光。從人類的角度來看，這一現象是宏偉而輝煌的。「首先，物質將獲得大量的X射線和伽馬射線輻射能，然後能量將滲透到可見光和紅外光，」阿拉夫說。「我們可以看到一場巨大的燈光表演，就像銀河系中的聖誕樹一樣對

星系演化的數值模擬表明，這種外流可以解釋一些重要的宇宙學問題，如為什麼天文學家能觀察到如此之少的大型星系，以及為什麼星系的質量和中心黑洞的質量之間存在聯繫這項研究表明，這種強大的類星體外流應該在早期宇宙中廣泛存在。

「幾十年來，理論家和觀察家們已經知道有一些物理現象阻止了大星系中恆星的形成，但是這個過程的本質一直是個謎將觀察到的流出物結合到我們的模擬中可以解決銀河系演化中的這些突出問題。紐約哥倫比亞大學和新澤西普林斯頓大學的著名宇宙學家耶利米·奧斯特裡克爾解釋說天文學家

研究了13個類星體的外流，他們通過觀察發光氣體的光譜「指紋」記錄了加速氣體外流的驚人速度哈勃紫外線數據顯示，由於氣體在太空中的快速運動，光吸收的特徵峰產生了都卜勒頻移和光譜偏移天文學家將繼續使用哈勃的紫外線觀測來觀察這一物理現象。

除了測量歷史上最活躍的類星體外，該團隊還發現了另一個外流速度比其他所有外流速度都快的類星體三年來，它的時速從將近4300萬英裡增加到大約4600萬英裡。科學家相信它的加速度會隨著時間的推移而繼續增加。

「哈勃的紫外線觀測使我們能夠跟蹤類星體的總能量輸出，從較冷的氣體到較大規模的高溫高電離氣體，」馬裡蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的一名成員傑拉德·克裡斯補充道。「這些以前只能在更困難的x光觀察中看到如此強勁的外流可能會導致對中心超大質量黑洞的增長和它的宿主星系整體發展之間關係的新見解。該團隊還包括維吉尼亞理工大學研究生徐新峰和博士後研究員蒂莫西·米勒，以及太空望遠鏡科學研究所的雷切爾·普萊夏。研究結果於2020年3月作為《天體物理學雜誌》增刊的主要出版物發表在一系列六篇論文中。

文章來源:NASA

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