科学家在这些水母星系的中心发现了令人惊讶的东西

一个亮度惊人的零食。
black hole
这张由欧洲南方天文台的甚大望远镜在智利拍摄的星系图片,显示了物质以长长的触须流向左下方。ESO/GASP Collaboration

我们的星系——银河系——是一个旋涡状星系,以我们熟悉和喜爱的经典、随意的漩涡形状在太空中穿行。螺旋星系没什么不好,它们很棒。但其他形态的星系对天文学家来说则更加神秘和引人入胜。

以水母星系为例。它们有着肉乎乎的本体,后面拖着长长的、由恒星和气体组成的触手状手臂。天文学家很确定,水母星系形成于一个星系团猛烈撞击另一个星系团之时。当恒星与星系团中星系间的气体发生碰撞时,其产生的力会将物质向四面八方推出。星系间的超高温、X射线发射气体剥离了内部的恒星和其他气体,将它们拉扯成细长而独特的触手。

这种剧烈的挤压和拉伸被称为冲压剥离。在一篇发表在《自然》杂志上的新论文中,来自意大利、澳大利亚、智利、梵蒂冈城和美国的国际科学家团队发现,冲压剥离不仅可能造成水母星系的触手,还可能导致星系中心附近、超大质量黑洞周围形成一种名为活动星系核的、极其明亮的物质堆积。

“我们根本没打算研究活动星系核,”这项研究的首席作者、帕多瓦天文台研究主管Bianca Poggianti说。该团队正在进行一项更大规模的项目,利用国际天文台收集的数据来研究星系的演化——特别是星系如何丢失其气体。

气体对星系的形成至关重要。Poggianti解释说,每个星系都包含恒星、气体和暗物质。“气体是关键,因为它是新恒星形成的燃料,”Poggianti说。如果去掉了气体,你的星系就会开始改变,变老,最终消逝。但是星系如何传递它们的气体仍然是个谜。

但是,当Poggianti和她的同事们整理出七个具有细长触手的 the jellyfish galaxies 的数据时,他们惊讶地发现其中六个拥有活动星系核。

这篇新论文中的一个假设是,将气体推成细长触手的相同冲压剥离过程,也可能有助于在星系中心形成大量的物质堆积,剥离恒星和气体的强烈压力也可能将星系的某些部分堆积到中心。另一个变种假设认为,冲压剥离过程与星系的磁场协同作用,将物质聚集到中心。

当这些气体和物质在黑洞的引力作用下聚集时,它们开始下落,将物质的引力能转化为整个光谱各种波长的热量和光。这就产生了一个极其明亮、持久的信号,可以在整个宇宙中探测到——这就是活动星系核。

这七个星系仅仅是开始。下一步将是弄清楚这如何融入星系演化的更大格局。Poggianti和她的同事们正在收集另外107个处于不同发展阶段的星系的数据,以观察它们随时间如何变化。最终,他们将拥有114个星系,以及对星系生命周期更完整的描绘。

 

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