雙類星體揭示遙遠宇宙中星系對撞

蕭路

【正見新聞網2021年04月12日】

圖:雙類星體及宿主星系對撞概念圖。Credit: NASA, ESA, and J. Olmsted (STScI)

哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)在非常遙遠的宇宙中發現稀有的「雙類星體」,這意味著在遠古時代宇宙中發生了災難性的星系碰撞。

在距離地球一百多億光年的區域,天文學家發現了一對看起來像是單個天體的類星體。但是通過哈勃清晰的圖像,可以分辨出來它其實是兩個彼此非常接近的類星體。研究團隊認為,雙類星體位於兩個合併中的星系的核心。

類星體由星系中心的超大質量黑洞造成的,這些黑洞正在吞噬附近的物質。這種強大的吸積過程以輻射的形式釋放出大量能量,很容易使中心黑洞區域的亮度超過整個宿主星系。

美國伊利諾伊大學厄本那-香檳分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的沈悅教授在一份聲明中說:「我們估計在遙遠的宇宙中,每1000個類星體中就有一個雙類星體。「

研究團隊認為,新發現可以探測早期宇宙中的星系碰撞和超大質量黑洞的合併。

當前的宇宙學模型表明,類星體在一百億年前最多。當時也有很多星系合併。因此,在此期間,天文學家預計會有許多雙類星體。
美國約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)的納迪亞·扎卡姆斯卡(Nadia Zakamska)教授在同一份聲明中表示:「這確實是星系形成高峰時期雙類星體的第一個樣本,我們可以用它來探測關於超大質量黑洞最終如何形成雙黑洞的想法。」

類星體在星系碰撞中起著重要作用。當兩個星系靠近並在引力作用下相互影響時,它們的相互作用將星際介質輸入其核心的超大質量黑洞,從而點燃了類星體。然後,類星體的強輻射會發射出強大的星系風,從而將正在合併的星系中的大部分氣體清除掉。沒有了足夠的氣體,星系中的恆星的形成就會停止,於是星系就會演變成橢圓形星系。

扎卡姆斯卡在上述聲明中說:「類星體對宇宙中星系的形成產生了深遠的影響。」 「在這個早期發現雙重類星體很重要,因為我們現在可以檢驗我們關於黑洞及其宿主星系如何一起演化的長期觀念。」

儘管到目前為止已經發現了100多個雙類星體,但是沒有一個像新研究中的兩個雙類星體一樣古老。

哈勃望遠鏡發現,每對類星體彼此相距僅約10,000光年。相比之下,我們的太陽距離銀河系中心26,000光年。

這對宿主星系最終將合併,然後黑洞也將合併,從而形成更大的黑洞。

香檳分校的劉昕教授稱哈勃確認信「令人驚喜」。長期以來,她一直使用地面望遠鏡使用不同的技術尋找離地球更近的雙類星體。她在同一份聲明中說:「這項新技術不僅可以在更遠的地方發現雙類星體,而且比我們以前使用的方法更有效。」

數十億年前,星系合併屢見不鮮,但如今卻很少。一個典型案例為NGC 6240,這是附近的一個合併星系的系統,具有兩個或者甚至三個超大質量黑洞。數十億年後,我們的銀河系也將與附近的仙女座星系相撞。

新的結果發表在2021年4月1日的《自然天文學》上。
 
 

添加新評論