天文学家首次发现一种处于垂死边缘、极为罕见的星系,被称为“冷类星体”,从根本上改变了我们对星系死亡的理解。
类星体(quasar)是极度明亮的活跃星系核,通常是周围环绕着大量气体尘埃的超大质量黑洞。由于吸积盘中的气体朝黑洞坠落时,能量将以电磁辐射的形式释放出来,这些辐射可以从无线电、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线等电磁频谱波段中观察到,使得类星体的光度比典型星系还要亮百倍──当数十亿年后银河系与仙女座星系碰撞,也会成为一个类星体。
天文学家认为,类星体的形成基本上也是一个星系生命结束之际,因为它已失去孕育新恒星的能力,所有落向黑洞的气体都被加热被发出 X 射线,而周围有磁场控制着黑洞喷流,将物质从黑洞中心笔直射出并清空星系的气体,没有气体就无法形成新生恒星,当一个星系停止形成恒星,我们会说这是一个死星系。
然而美国堪萨斯大学天体物理学家 Allison Kirkpatrick 团队现在发现了一种罕见星系,命名为“冷类星体(cold quasar)”,尽管已处于濒死边缘,某些区域却还在形成新的恒星。
团队首先使用史隆数字化巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)数据,在“Stripe 82”天空地区锁定数颗类星体,接着使用 XMM-牛顿卫星(XMM Newton)发现 X 射线源(黑洞增长的特征),随后利用赫雪尔太空望远镜(Herschel Space Telescope)观察星系中的尘埃气体。
这些数据整合之后告诉了科学家一个事实:宇宙中可能有约 10% 中心拥有超大质量黑洞的星系,它们在形成类星体之后仍含有冷气体并且持续制造新的恒星。似乎冷类星体没有那么罕见,Allison Kirkpatrick 指出,也许冷类星体只是一个过渡阶段,每个星系都可能在某一时刻成为冷类星体,随后才正式迎接死亡。
团队下一步是尝试测量气体尘埃从星系中被吹出的速度,这能让研究人员计算出星系的冷类星体阶段约需经历多少时间。新论文于美国天文学会第 234 次会议上提出。
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(首图来源:堪萨斯大学)
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