科学家首次发现超大质量黑洞喷流中恒星形成证据

谁说的等待 · 发表于: 2017-4-6 08:42:00

　　北京时间4月6日消息，据国外媒体报道大多数星系中央都存在一个超大质量黑洞，那里密度极高，质量能达到太阳的数十亿倍。近日，科学家发现，恒星可以在超大质量黑洞的猛烈“狂风”中形成。研究者称，这一发现将帮助我们理解星系演化的过程。
　　科学家利用欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（Very Large Telescope，VLT）进行观测，揭示了恒星在超大质量黑洞的强烈喷流之中形成的过程。超大质量黑洞时常会抛射出大量物质，而这些物质组成了星系的核心。
　　甚大望远镜的观测首次确认了恒星可以在这种极端的环境中形成。利用甚大望远镜上的多目标光谱探测仪（MUSE）和X-shooter仪器，来自欧洲的天文学家团队研究了两个星系──合在一起被称为IRAS F23128-5919～正在进行中的碰撞情况。这两个星系距离地球约6亿光年。
　　研究团队在这两个星系中位于南部的星系中心处，发现了源自超大质量黑洞的巨大物质喷流。他们首次获得了恒星正在这些喷流中形成的清晰证据。如此大规模的喷流是由活跃、动荡的星系中心输出的巨大能量驱动的。

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科学家发现，恒星可以在超大质量黑洞的猛烈“狂风”中形成。图中是这一场景的艺术想象图。
　　以往的研究表明，超大质量黑洞会吞噬太过靠近其中心的宇宙物质。在吞噬物质时，超大质量黑洞还会加热周围的气体，以猛烈、密集的“狂风”形式抛射出来。
　　“天文学家曾经认为，这些喷流中的物质或许适合恒星形成，但没有人真的观测到它真的发生，因为这是非常困难的观测，”剑桥大学的罗伯托·麦欧利诺（Roberto Maiolino）教授说，“我们的结果令人振奋，因为这明确显示了恒星正在这些喷流的内部形成。”
　　研究团队一开始是直接研究喷流内部的恒星，以及这些恒星周围的气体。利用多目标光谱探测仪和X-shooter仪器，他们可以对发射出来的光线进行非常细致的分析，进而确定这些光线的来源。
　　以往研究发现，年轻恒星的辐射会导致气体云以特殊的方式发光。X-shooter仪器具有极高的灵敏度，可以使研究团队排除导致这种光亮的其他可能原因，包括星系活跃核心处的气体震荡。

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据估计，该星系中心的超大质量黑洞的质量至少是太阳的1亿倍。
　　接着，研究人员在超大质量黑洞的喷流中发现了多个幼年恒星。据估计，这些恒星的年龄在几千万年以下。初步的分析显示，它们比其他在不那么极端的环境中形成的恒星温度更高，而且更加明亮。
　　天文学家还确定了这些恒星的运动方向和速度。该区域大部分恒星的光线显示，它们正在以极高的速度远离星系中心。剑桥大学天文学研究所的海伦·拉塞尔（Helen Russell）博士说：“形成于星系中心附近喷流中的恒星，其速度可能会减慢，甚至开始往回走，但对于那些形成于远离喷流区域的恒星，它们的减速较少，甚至可能整个从星系脱离出去。”
　　研究人员表示，此次发现将为解开一些天体物理学谜题提供新的信息。该发现或许还能帮助天文学家确定一些特定的星系如何保持形状，以及星系间的太空为何富含重元素。该发现甚至还可能解释神秘的宇宙红外背景辐射为什么上升。

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快速旋转的超大质量黑洞（艺术想象图），周围是由于黑洞潮汐力而被分解的恒星残余物质。
　　麦欧利诺教授对未来的研究充满期待，他说：“如果恒星的形成正如一些理论预测的，真的在大多数星系的喷流之中发生，那这就将为我们理解星系演化提供全新的情境。”他们的研究结果发表在近期的《自然》（Nature）杂志上。
　　超大质量黑洞是星系内重要的引力源，能使尘埃和气体悬浮在黑洞周围。科学家认为，星系中的恒星正是在这种强大引力的作用下围绕超大质量黑洞运行。
　　不过，超大质量黑洞的形成依然是一个谜。天文学家认为，它们可能形成于一团巨大的气体云，其质量可达太阳的10万倍以上，塌缩之后形成了黑洞。这些黑洞“种子”中有许多不断融合，形成了更大的超大质量黑洞。还有一种可能是，超大质量黑洞来源于一颗巨大的恒星──质量大约是太阳的100倍。在这颗恒星燃料用尽并塌缩之后，最终形成了超大质量黑洞。 ●

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