@ 2017.09.25 , 21:30

宇宙如何充满光

宇宙如何充满光
credit:123RF

大爆炸之后不久,宇宙就完全变黑了。创造宇宙的这个强烈事件搅动大量炙热、浓厚的气体,以至于光线完全被困住了。更久之后,也许是十亿年之后,宇宙膨胀,变得更加透明,最终充满了星系、行星、恒星以及其他发出可见光的天体。这就是我们今天所知的宇宙。

宇宙如何从黑暗年代变为更为清晰充满光的状态仍然是个谜。

在一项新研究中,爱荷华大学的研究者提出了一个理论。他们认为位于星系中心的黑洞极其猛烈地抛射出物质,以至于喷射出的材料刺穿了周围的雾霾,使得光线能够逸出。研究者经过观测一个紫外线逃逸而出的邻近星系得出了这个理论。

物理和天文系教授、论文通讯作者Philip Kaaret说道:“这些观测表明极其明亮的X射线源的存在可能加积了黑洞。有可能黑洞创造的风帮助恒星的电离辐射逃逸。由此,黑洞可能帮助使宇宙变得更为透明。”

Kaaret和他的团队重点研究了Tol 1247-232星系,这个星系距地6亿光年,是仅有的三个发现紫外线从中逃逸而出的星系之一。2016年5月,研究者利用Chandra地球轨道望远镜,发现在Tol 1247-232的一个活跃的恒星形成区域,存在一个亮度明暗变化的单X射线源。

该团队确定那是不同于恒星的天体。

Kaaret说道:“恒星的亮度不会变化。我们的太阳就是个例子。要改变亮度,就必须是个较小的天体,这就将其限制为一个黑洞。”
但一个引力强劲吸入万物的黑洞怎么会喷射出物质呢?

没人确切地知道。毕竟黑洞实在难以研究,部分是因为其巨大的引力使得光线都无法逃逸,另外也是由于它们都位于星系深处。不过最近,天文学家们提出了一种解释:散逸物质的喷流正接近黑洞加速的转动能。

想象一个场景,花样滑冰运动员伸开手臂转圈。随着运动员逐渐将手臂收回身体,她就会转的越来越快。黑洞差不多也是如此:随着引力将物质吸引回黑洞,黑洞也会像这样转得更快。随着黑洞引力增大,速度也产生能量。

Kaaret说道:“随着物质落入黑洞,黑洞开始旋转,快速的旋转将某部分物质推出。他们产生强烈的风暴,可能为紫外线打开了逃离路线。这可能是早期星系所发生的。”

Kaaret计算进一步研究Tol 1247-232,并发现其他泄漏紫外线的邻近星系,帮助证实这一理论。

论文原文: https://doi.org/10.1093/mnras/stx1945

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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