天文新发现:年轻星系中心亦有黑洞存在(图)


据《当代天文学》(Astronomy Now)杂志网络版10月17日报导,科学家在观察久远的宇宙中星系之间的互相碰撞时,发现当星系还在形成时,就可能存在了巨大的黑洞。

 

这个图像捕捉到,星系里的黑洞拆裂一股来自邻近星系的尘埃气体。图像: STFC.

天文学家们是通过在夏威夷的次毫米波阵列望远镜(SMA)進行观察的。SMA可以观测200微米到1毫米的波长。在星系形成初期,其分子云有温度,会放出毫米波和次毫米波的辐射,因此SMA能观察到早期形成的星云和恒星的诞生过程。天文学家发现4C60.07星系时,是因为其明亮的无线电发射极为吸引天文学家的注意,而这样的无线电讯号暗示了该星系是类星体(内部有个快速旋转黑洞的星系)。最初的研究认为,围绕在黑洞四周的氢气正在進行星爆(star burst,即大量的恒星快速地形成),而其四周恒星形成的速率,相当于每年五千个太阳。但后来的研究显示,4C60.07并没有進行"恒星形成",它内部的恒星都是高龄且安静的恒星。大量的"恒星形成"其实是发生在其旁边但之前未观测到的伴星系上,该星系拥有丰富的气体,并为尘埃所遮蔽,而且中心有"超大质量黑洞"。

"此一全新的影像显示,在我们预期只会有一个星系的地方,竟然存在两个星系。"来自英国天文科技中心(UK Astronomy Technology Centre,简称UK ATC)的罗伯‧伊维森 (Rob Ivison)教授,同时也是此一研究的主要作者(该研究将发表在皇家天文协会月刊上)表示。他补充说明:"很显然,这两个星系的中心都有‘超大质量黑洞 ',像这样巨大的黑洞是很少见的,我们怀疑射电星系(radio galaxy)已启动,因为它陷入和先前不知名的星系发生碰撞,这个碰撞也提供了黑洞放出无线电波的能量。" 这两个星系和其中心的黑洞,曾经碰撞结合过,而这巨大的变动大约发生在大爆炸后的二十亿年,星系长时间的结合,并产生了单一的大型黑洞。这意味着在遥远的宇宙中或许还潜藏着为数颇多的黑洞,但天文学家尚未发现。

"我们观测到的黑洞是巨型的,其中一个会发射光亮的无线电磁波,而另一个则会改变其光学和红外光谱能量分佈。"伊维森告诉当代天文学杂志。 "天文学家已经知道大型的黑洞存在于早期的宇宙,但是这现象是非常罕见的─甚至可以以手指头计数出来。直到现在,它们仍被认为是很奇异的,与一般的星系完全不同。 在这篇论文中我们提出的黑洞观察可能只是麟毛一角而已。" "这两个星系的大小都和我们银河系差不多,但是每个都有自己独特的特性。"伊维森教授表示射电星系看起来比它的伴星系发展更为成熟,这可能是因为几百万年来星系不断的消耗气体形成星体,和黑洞不断吸收碰撞的物质。而在强烈的星爆中,另一个星系藉由碰撞产生上千颗恒星,所以它仍有大量的气体,尚未完全发展。

这两个巨型黑洞出现在星系内,对它们的起源有很大的涵义,因为超大质量黑洞需要时间形成,并可能引发恒星形成或死亡,造成母星系演化改变。

资料来源:
http://astronomynow.com/081017BlackholescommoninearlyUniverse.html




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