黑洞喷流阻止恒星形成

星系并不像计算机模拟显示的那么大……
12月10日

星系

螺旋星系。

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星系并不像计算机模拟显示的那么大——现在科学家对此有了一个解释……

过去的计算机模拟已经给出了银河系质量的广泛预测,但这些预测比望远镜观测推断出的实际质量要大得多。天体物理学家长期以来一直在研究这种差异。

大约十年前,理论家们提出了黑洞可能在其中发挥作用的想法。它们发出的喷流被引入是为了将气体从星系中驱逐出去,或者防止气体聚集在一起:喷流比太阳发出的辐射强100亿倍。

希腊雅典国立和卡波迪斯特大学的Kalliopi Dasyra博士和他的同事们提供了最好的观测证据,证明这些喷流确实搅动并加热了星际气体。

“我们从一开始就能看出数据中有一些令人兴奋的东西,”达西拉博士说,他的工作得到了欧盟委员会居里夫人的资助。但数据很复杂,揭示了以不同速度移动的多种气体成分。”

Dasyra博士及其同事的研究集中在附近一个被称为IC5063的星系上。像大多数其他星系一样,IC5063被认为在它的中心有一个超大质量黑洞,它向相反方向发射两束等离子体。但与大多数其他星系不同的是,这个喷流穿过一个有稠密气体云的圆盘。

研究人员分析了智利超大望远镜(Very Large Telescope)的档案数据,成功地提取出了喷气痕迹沿线四个点的星际气体的速度和温度。

他们发现沿喷流的数量比其他地方要大。Dasyra博士说,这种不稳定的环境可能会使受喷流影响的区域无法足够快地冷却,从而使气体聚集在一起形成恒星。

“具体的证据”

美国马里兰州NASA戈达德太空飞行中心的天体物理学家弗朗西斯科·托贝西博士说:“这一结果非常重要,因为它提供了具体的证据,证明喷流是导致大量气体排出的原因,而这些气体本来可以形成新的恒星。”他没有参与这项工作。“它有力地证实了超大质量黑洞可以显著影响星系演化的观点。”

此前已经发现了喷流与星际物质相互作用的证据。但在喷流上发现的多重风为这种相互作用提供了最“明确”的证据。Dasyra博士说,内部恒星形成盘的很大一部分经历了这些风,即使在距离黑洞3000光年远的地方也能探测到这些风。

黑洞喷流周围的区域比其他地方有更快的速度和更高的温度,这意味着像氢分子这样的气体物质不能冷却到足以形成恒星。研究人员发现了喷射物质相互作用的证据,如上图彩色区域所示。图片由Kalliopi Dasyra博士提供

她补充说:“当一切都顺利完成时,我们解开了一个美丽的谜题。”

然而,Dasyra博士并没有结束银河系质量之谜的研究。要做到这一点,她需要证据证明在喷流区诞生的恒星确实比其他地方少。

寻找证据将是棘手的,因为研究人员还不知道喷流对气体的作用时间是否足够长,从而影响新恒星的形成。Dasyra博士相信找到证据的可能性会吸引很多天体物理学家。

她说,无论谁在这个项目中取得成功,都将为该领域做出很大贡献。

乔恩·卡特赖特著

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