為什么類星體——這些沉睡的巨人，都存在于宇宙的深遠(yuǎn)處？

2021-09-15 09:29 作者:天文在線 0人讀過 | 我要投稿

美國(guó)國(guó)家航空航天局 (NASA) 在宇宙的古老角落探測(cè)到罕見的 "雙類星體"

簡(jiǎn)介：美國(guó)宇航局在宇宙的古老角落發(fā)現(xiàn)罕見的“雙重類星體”

原文翻譯為中文內(nèi)容如下:

研究人員們說，找到這個(gè)罕見的物體就像大海撈針一樣。

在這種饑餓的、超大質(zhì)量的黑洞面前——當(dāng)它們貪婪地吞噬一切時(shí)其光芒照耀超過了整個(gè)星系，有什么東西比一個(gè)類星體燃燒地還要亮呢？

那么，一個(gè)“雙類星體”如何呢？

在一項(xiàng)新的研究中，天文學(xué)家利用美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡窺視了100億年的宇宙往昔，在那里他們探測(cè)到兩個(gè)天大的類星體正處于碰撞的邊緣。這些饑餓的類星體位于各自星系的中心，它們之間的呼吸空間不到1萬光年，這使得它們彼此之間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比從地上的太陽(yáng)到銀河系中心的這個(gè)距離近得多。(大約26000光年)

藝術(shù)家對(duì)雙類星體的渲染，它位于大約100億光年外的兩個(gè)合并星系中。圖片來源：美國(guó)航空航天局(NASA)、ESA和J. Olmsted（STSCI））。

對(duì)于地面望遠(yuǎn)鏡來說，這些類星體的“比鄰”看起來就像一個(gè)單一的物體——而且有一天，它們還是會(huì)變成一個(gè)物體，當(dāng)然這得歸功于它們的母星系發(fā)生了不可阻擋的碰撞。

這并不是天文學(xué)家探測(cè)到的第一個(gè)雙類星體。根據(jù)進(jìn)行研究的作者們的說法，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)。然而，這對(duì)古老的熾熱之光是迄今為止已知宇宙中最古老的雙類星體。事實(shí)上，它并不孤單。在4月1日發(fā)表在《自然—天文學(xué)》雜志上的同一項(xiàng)研究中，研究人員報(bào)告了對(duì)第二個(gè)雙類星體的探測(cè)——也可以追溯到100億年前。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的兩個(gè)雙類星體的圖像，它們?cè)诖蠹s100億年前就存在了。[圖片來源: 美國(guó)航空航天局NASA, 歐洲航天局ESA, H. Hwang和N.Zakamska (約翰霍普金斯大學(xué)) 和Y. Shen (伊利諾伊大學(xué), 厄巴納香檳分校)]

"我們估計(jì)，在遙遠(yuǎn)的宇宙中，每1000個(gè)類星體就有一個(gè)雙類星體”，作為研究的主要作者，來自伊利諾伊大學(xué)香檳分校的Y.Shen在一份聲明中說。"所以找到這些雙類星體就像在干草堆里找一根針一樣。”

對(duì)于他們的新研究，研究人員仔細(xì)挑選了他們的干草堆。作者說，研究小組將他們的搜索集中在遙遠(yuǎn)的宇宙中，因?yàn)楹阈堑男纬杀徽J(rèn)為是在大約100億年前達(dá)到了頂峰，而星系的合并在那時(shí)更為普遍。這些合并將大量的物質(zhì)引向潛伏在星系核心的黑洞，當(dāng)這些黑洞以近光速吸進(jìn)物質(zhì)時(shí)，它們釋放出大量的輻射，成為類星體。

類星體可以超越大型星系，盡管它們的亮度可能每隔幾天、幾周或幾個(gè)月就波動(dòng)一次，這取決于它們當(dāng)時(shí)吞噬了多少物質(zhì)。由于這種挑剔的“進(jìn)食”時(shí)間表，當(dāng)雙類星體中的一個(gè)成員變亮或變暗而另一個(gè)成員保持靜止時(shí)，雙類星體可能會(huì)出現(xiàn) "抖動(dòng)"。在蓋亞空間觀測(cè)站和斯隆數(shù)字化巡天的幫助下，研究作者在遙遠(yuǎn)的宇宙中鎖定了幾個(gè)抖動(dòng)的類星體，并使用哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行放大。

這些抖動(dòng)的光源中有兩個(gè)被證明是古老的雙類星體，且正朝著它們不可避免的碰撞方向閃動(dòng)著。

根據(jù)研究人員的說法，研究合并的類星體可以幫助他們了解星系形成的細(xì)微差別——以及毀滅。隨著類星體的成長(zhǎng)，它們的輻射可以產(chǎn)生強(qiáng)大的風(fēng)，最終可能將所有的恒星形成的氣體吹走。當(dāng)這些氣體消失后，恒星形成結(jié)束，容納類星體的星系進(jìn)入早期退休狀態(tài)，慢慢等待它們所有的老恒星燃燒殆盡并消逝。

"類星體對(duì)宇宙中的星系形成產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，"研究報(bào)告的共同作者：馬里蘭州巴爾摩約，翰霍普金斯大學(xué)的納迪亞.扎卡姆斯卡在聲明中說。"在這個(gè)早期階段發(fā)現(xiàn)雙類星體是很重要的，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在可以測(cè)試我們長(zhǎng)期以來關(guān)于黑洞和它們的宿主星系如何共同進(jìn)化的想法。"