天文学家发现了两个巨大的神秘物体从最亮的恒星中爆炸出来在已知的宇宙中。
1959年的一次宇宙调查中发现无线电波来源,超大质量黑洞3C 273是一颗类星体——“准恒星天体”的缩写,因为这些庞然大物发出的光足够明亮,足以被误认为是星光。
尽管它们本身不发光,最大的那些被称为吸积盘的巨大气体漩涡包围; 当气体以接近光速落入黑洞时,摩擦加热磁盘并使其发出辐射——通常被检测为无线电波。
类星体 3C 273 是有史以来第一个被发现的类星体。 它也是最亮的,亮度是它的 4 万亿倍以上地球太阳的距离超过24亿光年离开。
几十年来,科学家们广泛研究了炽热的黑洞核,然而,由于类星体非常明亮,研究它所在的周围星系几乎是不可能的。 具有讽刺意味的是,这种非凡的亮度却让科学家们对类星体如何影响其宿主星系一无所知。
现在,一项新研究于 4 月 28 日发表在天体物理学杂志 可能最终会改变这一点。
在这项研究中,一组研究人员校准了智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)射电望远镜,以将类星体 3C 273 的辐射光与其宿主星系发出的光分开。
他们只留下了类星体星系发出的无线电波,揭示了两个前所未见的巨大而神秘的无线电结构。
其中一个结构似乎是一团巨大的射电光斑点,包围了整个星系,然后向西南方向延伸了数万光年。 这种射电雾与第二个结构重叠——一个巨大的能量射流,被称为天体物理射流,它也延伸了数万光年。
科学家们并不确定天体物理喷流是如何或为何形成的。 然而,他们确实知道,喷流在类星体和其他超大质量黑洞周围很常见,并且很可能是由黑洞与其尘埃吸积盘之间的相互作用产生的。 喷射流通常由电离(带电)物质组成,并以接近光速行进。
这些喷流释放的辐射可能会显得更亮或更暗,具体取决于观察它们的无线电频率——然而,星系 3C 273 周围的大型无线电结构显示出均匀的亮度,无论其频率如何。 研究人员表示,这表明这两种射电结构是由独立的、不相关的现象产生的。
在测试了几种理论后,研究小组得出结论,星系周围的大量射电雾来自于恒星形成的氢气,这些氢气被类星体本身直接电离。 研究人员称,这是第一次发现电离气体在超大质量黑洞周围延伸数万光年。
这一发现触及了天文学中一个长期存在的谜团:类星体能否电离其宿主星系中如此多的气体,从而阻止新恒星的形成? 为了回答这个问题,研究人员将该星系的估计气体质量与相同类型和大小的其他星系进行了比较。
他们发现,虽然类星体电离了数量惊人的气体,使其无法用于形成新恒星,但整个星系中恒星的形成并没有受到明显抑制。 这表明,繁荣、成长的星系仍然可以存在,其中心有辐射类星体。
该研究的主要作者、东京工学院大学副教授 Shinya Komugi 表示:“这一发现为研究以前通过光学观测解决的问题提供了一条新途径。”在一份声明中说。
“通过将相同的技术应用于其他类星体,我们希望了解星系如何通过与中心核的相互作用而演化。”
上图说明:通过哈勃太空望远镜(左)和 ALMA 射电望远镜(右)观察到的类星体 3C 273。 巨大而微弱的射电天体以蓝白色显示,而明亮的能量射流以橙色显示。
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