超大质量黑洞影响超出其自身星系范围的宇宙
围绕中心星系的卫星星系。 (Gabriel Pérez Díaz,SMM/IAC 和 Dylan Nelson/Illustris-TNG)
他们是推动宇宙演化的急躁暴君。如此巨大,如此强大,从他们旋转的斗篷中溢出的能量可以定义世界的景观托儿所和墓地围绕它们的银河系中的恒星。
即使这些巨大天体的质量相当于数十亿个太阳,它们仍然只是浩瀚银河系核心中的针刺,这使得最近发现的它们的力量可能达到的程度更加令人惊讶。
来自世界各地的天文学家和天体物理学家团队发现了一些迹象,表明许多星系中心的超大质量黑洞不仅影响其周围恒星的分布,而且还塑造了附近星系的恒星分布。
通过分析档案数据在围绕数万个较重质量旋转的近 125,000 个卫星星系中,研究小组确定了轨道星团中诞生的新恒星数量与其位置之间的联系。
“令人惊讶的是,我们发现卫星星系形成的恒星或多或少取决于它们相对于中央星系的方向,”说马克斯·普朗克天文学研究所的天文学家安娜丽萨·皮勒皮奇。
近年来,越来越明显的是,在巨大星系的拥挤核中肆虐的暴力完全能够将宇宙景观划分为饥荒和盛宴的区域。
尘埃和气体被吸入超大质量黑洞等物体的极端重力井中,不仅发出强烈的辐射,而且会被还原成高速模糊的等离子体,产生磁场, 反过来飞驰而下的颗粒以疯狂的速度。
这些等离子风和光风有两种看似矛盾的效果。
他们能席卷整个地区太空中没有物质,否则这些物质可能会塌陷成新的恒星,这种现象被称为猝灭。 或者它们可以提供必要的推动力,将物质堆积到足够密集的云层中,从而聚集成婴儿太阳。
当天文学家继续弄清楚决定单个星系命运的过程时,皮勒皮奇和她的同事决定把目光放得更远。 他们依赖于一个名为 Illustris-TNG 的项目的产品,该项目模拟各种物理过程来模拟星系的形成。
模拟星系与实际星系在引力拉力下一起旋转的比较支持了星系核的猝灭效应可以影响很远的观点。
卫星分布在短轴中央星系——半径较短的椭圆——似乎比其他地方发现的星系更肥沃。
“正如观测结果一样,Illustris-TNG 模拟显示,卫星星系中恒星形成速率的明显调节取决于卫星星系相对于中央星系的位置,”说皮勒皮奇。
从表面上看,这些发现没有多大意义。 如果没有更少的“东西”可以推过去,理论上会有更多的辐射和粒子沿着短轴逃逸,从而有效地熄灭卫星星系掠过时的任何恒星蜡烛。
然而研究人员认为,这种银河风绝非违反直觉,而是会在周围空间中形成低密度气泡,这一假设得到了 Illustris-TNG 模拟的支持。 弥漫的气泡可能会保护绕轨道运行的星系免受猝灭效应的影响,使它们能够在其他星系消亡时绽放出婴儿恒星。
还有一种不能排除的替代可能性。
研究人员表示:“事实上,我们不能排除另一种情况,即卫星的恒星形成活动增强,而不是其淬火受到抑制。”在他们的报告中写下。
用更好的数据微调模拟并收集更多的观察结果可以揭示这些解释中的哪一个(如果有的话)最能解释暴虐领主统治下的银河家族的繁荣或萧条。
这项研究发表于自然。