@ 2018.11.18 , 13:00

明亮的星系,“肮脏”的秘密,未解的谜团

虽说我们无法用肉眼直接看到它,但宇宙深处的W2246-0526星系绝对是个耀眼夺目家伙。它发出的红外辐射相当于350万亿个太阳,是我们用仪器能观察到的最明亮的星系。

那它见不得人的小秘密呢?好吧,我们还不能完全确定,但一项新发现显示了线索。

位于智利的阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)显示,W2246-0526正贪婪地蚕食着附近至少三个弱小的星系,以“喂养”其内部的超大质量黑洞。

天文学家观察到从相邻星系延伸出的物质链条蜿蜒卷曲地流向了W2246-0526。而且,令人惊讶的是,这些卷须含有与星系相当的质量。

“我们从之前的数据中知道那里有3个伴星系,但没有证据表明它们和中心星系之间存在相互作用。”智利圣地亚哥Universidad Diego Portales的天文学家Tanio Díaz-Santos说,“所以我们并没有去刻意寻找它们同类相食的行为,也没有这方面的期待,但是ALMA天文台的这次深度探索却意外地将它非常清楚呈现在我们面前。”

W2246-0526位于124亿光年之外,是一个以类星体为核心的星系:那是一个异常明亮的活跃星系核,由黑洞提供动力。

明亮的星系,“肮脏”的秘密,未解的谜团
射电望远镜描绘出的星系形态(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO);T. Díaz-Santos et al.; N. Lira)

类星体是宇宙中最明亮的天体之一,诸如黑洞这样的超大质量天体吃掉周围的物质,喷发出光和射电辐射。作为黑洞食粮的物质形成所谓的吸积盘。

这个圆盘含有大量的尘埃和气体,它们高速旋转,就像你拔下浴缸的塞子,水螺旋着流向下水道一样;当它被中心黑洞的巨大引力拉扯时,会产生巨大的摩擦。这会导致近乎荒谬的辐射量。

对W2246-0526来说,情况更加罕见,辐射又被周围的尘埃所吸收并被再次辐射,——一种热的Hot,被尘埃遮蔽的类星体Dust-Obscured Galaxy,或者(你给我等等)叫它热狗Hot DOG。3000个类星体中才有一个热狗。

中心星系从周围劫掠来的物质并不一定都被喂给了超大质量黑洞。虽然黑洞极其庞大——大约是太阳质量的40亿倍——但它的进食速度仍然存在极限。

因此,外来物质融入星系,并可能形成新的恒星。但此处也有一个问题。

研究人员在2016年表示,这个黑洞的活动如此强烈,它正在加热整个星系中的气体——就像核反应堆使水沸腾一样。光子获得了极高的动量和能量,把气体向外推;最终,就像高压锅爆炸一样,会把W2246-0526撕成碎片。

就星系而言,W2246-0526非常惊人。现在已经确定它真的非常明亮,且前景非常动荡。新的研究结果也使它成为我们所能观测到最遥远的星系——而且,据研究人员所知,也是迄今为止唯一一个“同类相食”时被我们逮个正着的星系。

但还有另一个令人困惑的谜团亟待解决。虽然超大质量黑洞是一个庞然大物,但它本来应该更大。黑洞的质量决定了活跃星系核亮度的上限——但是根据W2246-0526的亮度,黑洞应该比现在还大2倍。

所以它为什么这么亮?研究人员也不知道。但他们将有足够的时间搞清所有这一切。

“有可能是因为蚕食已经持续了一段时间,亮度是累积的结果。我们预计这场银河盛宴将持续至少几亿年。”Díaz-Santos说。

研究被发表这Science上,原标题为《The multiple merger assembly of a hyperluminous obscured quasar at redshift 4.6》。

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


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