类星体如何形成(类星体的未解之谜及参考文献)

游客投稿 科学探索 2023-06-28 06:39

一项与类星体相关的新研究将有望改写现有的星系死亡理论。

北京时间8月12日消息,据国外媒体报道,堪萨斯大学的一个研究小组宣布了一项重要发现:一些星系的中心存在类星体,但由于它们含有丰富的低温气体,仍然可以产生重生的恒星。这是一个突破,它将推翻现有的关于星系成熟的理论,并可能代表星系生命周期中一个以前未知的阶段。

类星体也叫& ldquo类似恒星的射电源& rdquo(准恒星射电源),天文学家认为它其实是一种活动星系核,那里有一个超大质量黑洞。当许多气体物质落入黑洞时,它们会在其周围形成一个巨大的吸积盘,并在这个过程中释放出强度惊人的电磁辐射,其在特定电磁波段的亮度往往可以超过一整个常规星系。一般来说,类星体的形成与星系的形成相似。退休& rdquo过去,类星体的形成通常被认为是一个星系失去了孕育新生恒星的能力并逐渐逝去的标志。

落入黑洞的气体会升温,释放出强烈的X射线。不同波长的电磁波直接对应不同的温度。比如人体体温会在红外波段辐射,能在X射线辐射的天体是世界上最热的天体之一。这些气态物质聚集在吸积盘内部,由于接近光速的高速滚动产生的剧烈摩擦而急剧升温。这个区域的磁力线也严重扭曲和纠缠。这类似于太阳耀斑的机制。在磁感应线的作用下,你会观察到很多质量抛射,这些质量抛射是从黑洞中甩出来的。这些气体射流实际上抑制了星系的气体供应,因此星系无法再获得更多的气体供应来孕育新生的恒星。当一个星系不能再有新生的恒星时,我们就把它视为濒临死亡的星系。

但在最新的研究中发现,有吸积盘和超大质量黑洞的星系在进入这个阶段后,仍有约10%的低温气体供应,因此新的恒星可以继续出现。

这10%的星系内部差异很大:一些星系可以看到非常显著的合并历史痕迹,而另一些星系看起来像银河系,具有显著的悬臂结构,而另一些星系则密度适中。从这个多样化的样本中,他们中的10%被再次选中。这些成员星系非常密集,它们都是发蓝光的高温高亮度源。这些星系的情况几乎完全符合一个超大质量黑洞在消耗大量气体物质后的姿态,然后一个星系完全失去了孕育重生恒星的能力。这些星系正在一个接一个地消亡,但在其中一些星系中隐约观察到低温气体的迹象。像这样的星系称之为& ldquo低温类星体(冷类星体).

所谓& ldquo低温类星体该现象实际上可能是星系在死亡之前演化的一个阶段,所以之前没有被注意到。如果用一个人的一生来类比,那就稍纵即逝& ldquo低温类星体舞台,可能就像一个银河& ldquo退休党& rdquo。这个阶段的星系很少见,因为这个阶段持续的时间很短,而研究小组恰好在恒星再生过程完全停止之前捕捉到了这短暂的时间。

研究团队在分析美国斯隆数字巡天项目的数据时,首先提出了相关的研究设想。斯隆数字巡天数据库是世界上最全面和详细的星系数字地图。在一个编号为82的天空区域,研究小组调用了欧洲航天局XMM牛顿太空望远镜拍摄的这个天空区域的X波段图像数据,以识别一些类星体。

x射线是寻找成长中黑洞的关键技术。从那里,研究小组再次调用赫歇尔红外太空望远镜,在红外波段观测天空区域。在红外波段,研究小组可以探测到存在于此的尘埃和气体状低温物质。

这项研究的意义在于进一步阐明星系中恒星再生机制停止的过程是如何进行的,并推翻现有的一些关于类星体的观点。

已经知道类星体会经历一个被尘埃云覆盖的阶段,超大质量黑洞会被大量的尘埃包围,我们称之为& ldquo红色类星体& rdquo红色象限阶段。但是现在我们发现了一个以前没有注意到的新的过渡阶段。在此之前,如果你告诉一个研究类星体的人,你发现了一个高温蓝光的明亮类星体,但里面还有适量的尘埃和气体,有适量的重生恒星,那么对方会说& ldquo不会吧。那不科学。& rdquo

接下来,讨论组计划确认所谓的& ldquo低温类星体它只存在于某一类型的星系中,在不同的星系中攻击还是有可能的。这是一个过渡阶段,可能持续1000万年左右。在世界范围内,这确实是一个稍纵即逝的概念,所以很难捕捉。