宇宙中最亮的星系像个吸血鬼

2018-11-20 20:41:06  微科普
本文作者:晓默/编译

宇宙中最亮的星系像个吸血鬼

2018-11-20 20:41:06
作者:晓默/编译
来源:微科普
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  根据科学家最新的研究显示:宇宙中最亮星系是被邻近至少3个较小型的星系喂养出来的,更正确的说,这个最亮星系其实像个吸血鬼,掠夺了它的邻近星系近半以上的物质而成长茁壮。这个编号为W2246-0526的最亮星系距离地球约124亿光年,当时的宇宙年龄大约仅有现在的1/10左右。相关论文发表在「科学(Science)」期刊中。

根据科学家最新的研究显示:宇宙中最亮星系是被邻近至少3个较小型的星系喂养出来的,更正确的说,这个最亮星系其实像个吸血鬼,掠夺了它的邻近星系近半以上的物质而成长茁壮。这个编号为W2246-0526的最亮星系距离地球约124亿光年,当时的宇宙年龄大约仅有现在的1/10左右。

  艺术家笔下的W2246-0526和它的三个伴星系。Credit: NRAO/AUI/NSF,S. Dagnello

  W2246-0526是美国航天总署(NASA)的广角红外巡天探测器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)于2015年发现的。W2246-0526并不是迄今已知最规模最大或质量最大的星系,但却是最亮的星系,在红外波段的亮度,相当于太阳的350兆倍之多。

  在先前的观测中,天文学家已知W2246-0526邻近有3个伴星系,但没有证据证明这些伴星系和W2246-0526彼此间有交互作用。然而,智利圣地亚哥Diego Portales大学的Tanio Díaz-Santos等人利用阿卡塔玛毫米/次毫米电波数组(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)深入观测后,在其周围发现数道从邻近小型星系拖曳至W2246-0526的跨星系物质流(trans-galactic streamers),星系并吞在宇宙中是相当常见的现象,虽然W2246-0526是迄今已知这类星系并吞事件中最远的,但却是第一次在宇宙早期直接拍摄到同时有多个星系发生这样的事件。

  Díaz-Santos等人估计:这些物质流主要是气体,其所包含的总质量,大概跟这些小型星系本身的总质量相当。而W2246-0526吞噬的大量气体,足以让W2246-0526持续诞生新恒星并喂养该星系中心的超大质量黑洞达数亿年之久。

  这个星系之所以这么明亮,并非来自个别恒星集合的光,而是来自中心超大质量黑洞周围的吸积盘。这个吸积盘体积虽小,但却相当活跃,盘中气体物质绕着中心黑洞旋转并逐渐落入黑洞的过程中被加热到极高温的状态而释出大量能量。这些释出的能量被周围的尘埃吸收后重新向外发出的辐射将落在红外波段,所以W2246-0526才会在红外波段这么明亮;这类在红外波段极端明亮的星系属于一种相当罕见的类星体(quasar),称为「热尘蔽星系(Hot,Dust-Obscured Galaxies)」,有个有趣的简称为Hot DOGs,热狗星系。目前已知约每3000个WISE观测到的类星体中,只有一个是热狗星系。

  不过,W2246-0526这样的暴饮暴食可不好,由于吞得物质数量太过庞大,反而会导致W2246-0526自我毁灭。先前研究显示:从伴星掠夺而来的气体物质,如果没有都转化成形成新恒星的材料,W2246-0526中心超大质量黑洞形成的活跃星系核(AGN)最终也会抛弃绝大部分的能量。

  这个研究可不能止步于此。这篇论文的共同作者蔡肇伟(Chao-Wei Tsai)的另一研究工作中曾估计W2246-0526中心超大质量黑洞约含40亿倍太阳质量。超大质量黑洞的质量大小会直接影响到AGN有多亮,但在W2246-0526的亮度却比这个质量大小的黑洞可达的亮度还亮3倍左右。所以,Díaz-Santos等人和蔡肇伟等人还得继续取得其他观测数据,以便解决这个矛盾的问题。

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