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发现超大质量黑洞喷流中恒星形成证据
大多数星系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.而近日,科学家就发现恒星在超大质量黑洞的猛烈“狂风”中形成证据.研究者认为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.来自欧洲的天文学家团队利用甚大望远镜上的多目标光谱探测仪（MUSE）和X-shooter仪器,研究了距离地球约6亿光年两个星系——IRAS F23128-5919,正在进行中的碰撞情况.
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,而以往的研究表明,超大质量黑洞会吞噬太过靠近其中心的宇宙物质.超大质量黑洞在吞噬物质时还会加热周围的气体,以猛烈、密集的“狂风”形式抛射出来.剑桥大学的罗伯托·麦欧利诺教授说,“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,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.他们利用多目标光谱探测仪和X-shooter仪器,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.但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,此外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,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,甚至还可能解释神秘的宇宙红外背景辐射为什么上升.对研究充满期待的麦欧利诺教授说：“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.”
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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