回溯到120亿年前,在宇宙诞生之初,许多大质量的星系孕育了数十亿颗现已寂灭的恒星。这些如今死寂一片的区域,被称为多尘星爆星系,它们是如何沦为星系死区的,这一直是个不解之谜。在《天体物理学杂志》刊登的一篇新研究论文中,爱荷华大学的天文学家给出了线索。他们认为,类星体(一种潜伏在星系心脏的强大能量源)可能要为这些多尘星爆星系不再诞生恒星负责。


这项研究的结果合理地解释了星系如何从恒星制造者变成宇宙坟墓,以及科学家知之甚少的各种现象(例如藏匿于所有星系中心的类星体和超大质量黑洞的衍生与幻化)。


科学家在四个仍在孕育恒星的多尘星爆星系内部发现了类星体,以此作为观测对象,得出观测成果。研究论文第一作者、爱荷华大学物理学和天文学系助理教授傅海(音译)表示:“在宇宙的演变史上,这些类星体可能在多尘星爆星系泯灭的过程中扮演了重要角色。这是因为类星体拥有足够的能量,足够将气体驱逐出星系,而气体是形成恒星的燃料。因此,类星体提供了一个解释星爆和消光椭圆星系之间转变的可能性的机制。

艺术概念图,展示了一颗类星体的心脏地带。


傅海表示,多尘星爆星系内之所以很难探测到类星体的存在,是因为剧烈的恒星形成过程导致的尘土搅动吸收或遮挡了它们的光线。“也许,每一个多尘星爆星系都存在一颗类星体,只是我们无法观测到。”


2016年3月,傅海和他的小组借助阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列(以下简称ALMA)发现了类星体。ALMA座落于智利北部,高出海平面1.6万英尺(约合4875米),该阵列获得包括美国国家科学基金会在内的国际合作伙伴的资金支持。这是他们第一次使用ALMA射电望远镜阵列。2013年,ALMA全面投入使用。在其它望远镜的帮助下,研究小组从紫外线到远红外线,对类星体进行了多波长测绘。根据观测结果,他们证实这些类星体与ALMA发现的类星体一模一样。


这些类星体本应被遮蔽,为何又被观测到了呢?研究人员提出了一种理论来解答这一疑问——他们认为,类星体从每个星系的中心“深洞”向外“窥视”。这里的“深洞”是一个碎片较少的空间,允许光线逃离。相比之下,其它区域的光线则被密度大的介质遮蔽。


不过,这些星系的具体外形仍为未解,因为它们所在区域放射的光线距今120亿年,当时的宇宙年龄只有现在的大约七分之一。即便是ALMA,也无法提供这些宇宙区域的清晰图像。研究小组认为这些星系可能呈甜甜圈形,其朝向刚刚好能让我们可以观测到它们的深洞,进而发现其中类星体的存在。爱荷华大学大四学生雅各布·伊斯贝尔表示:“这种几何排列非常罕见——深洞刚好与我们的视线成一条直线。”伊斯贝尔主修物理学和天文学,是这篇研究论文的第二作者。


科学家认为,多尘星爆星系的绝大多数类星体无法被观测到,是因为它们的朝向将自己隐藏起来。发现4个存在类星体的多尘星爆星系并不是一个随机事件,这意味着宇宙中还有更多类星体存在。


来源:https://phys.org/news/

责编:钟狼将 陈田

类星体!宇宙中的巨兽,中心质量是太阳的十亿倍

(下载iPhone或Android应用“经理人分享”,一个只为职业精英人群提供优质知识服务的分享平台。不做单纯的资讯推送,致力于成为你的私人智库。)

作者:佚名
来源:漫步宇宙