天文学家有了一个不得了的发现:他们拍到了星系之间的大战,一个星系轰击了一个星系,就像激光大炮那样。
这项发现于2025年5月21日发表于顶级的学术期刊《自然》杂志上。
那这到底是怎么回事呢?
这期我们就来谈谈这项很有意思的发现。
这次目睹的天体主角是来自遥远的类星体。
所以我们先从一个基本的概念入手。
什么是类星体?
黑洞
目前我们发现宇宙中最奇特也最神秘的一种天体当属黑洞了。
而类星体就是与黑洞有关。
提到黑洞,大家可能都会想到,它完全看不见。
因为连光它都会吞噬,它无法发出一丁点的光,是为宇宙最黑的一种存在。
但除了看不见的黑之外,黑洞其实还拥有最极端的亮。
不过前提是它首先是在进食。
因为在进食的时候,吸食的物体会呈一个圆盘状将黑洞包围,这一圈包裹的圆盘结构我们称为黑洞的吸积盘。
吸积盘中的物质在黑洞强大的引力下会不断的被加速、旋转、碰撞。
使得它们最终获得很高的能量从而发出辐射。
这样的辐射要比恒星依靠核心聚变反应所释放的能量要强的多。
因为引力能的能量转化率可以高达40%;恒星聚变反应的转化率大概只有0.7%。
所以吸积盘在黑洞的引力能转化下,可以发出比恒星更亮的光。
这个时候大家可能会有一个疑问,黑洞不是是连光都会吞噬的存在吗?
那为什么说这些光就会辐射出。
这难道不矛盾吗。
我们所说的黑洞强大到连光都无法逃离,其实指的只是它事件视界面之内的这部分区域。
事件视界面是黑洞引力强弱的一个临界线,在这之内是光都无法逃脱的强引力区域;但之外引力相对较弱,光是可以逃离的。
所以黑洞实质上指的是事件视界面包裹的这部分空间区域。
而它的吸积盘并不在事件视界面之内。
所以这和黑洞吞噬光并不冲突。
这个和大家说一下,要不有的小伙伴可能不明白。
好,那通过上面的介绍,大家可以看到。
黑洞虽然无法发出一丁点的光。
但它进食的时候,外围的吸积盘会发出比恒星更亮的光。
活跃星系核
当上面所说的状态出现在一种特别大的黑洞周围--超大质量黑洞周围时。
这是一种质量至少在百万倍太阳往上的那种级别的黑洞。
我们所在的银河系就有这么一个黑洞--人马座A*,质量约为太阳的430万倍。
2022年我们还拍到了它的照片来着。
所以包裹这种级别黑洞的吸积盘,它所辐射的能量将会是非常巨大的,巨大到可以超过整个星系中恒星的总能量。
它发出的光将会完全掩盖星系中恒星的光,使得遥远的我们只能看到星系中心它那部分明亮的区域。
这便是我们所说的类星体:一种活跃的星系核。
它是目前我们观测到宇宙最明亮的一种天体,有宇宙灯塔之称。
好,那明白了这些之后,接下来就是这次发现的关键了。
相对论性喷流
类星体是一种活跃的星系核,它由星系中心的超大质量黑洞所驱动。
而当黑洞吞噬物质形成吸积盘的时候,它还有一个现象,就是它的两极会喷出两股非常强大的射流。
这种射流的速度很快,几乎近光速,活跃星系核喷出的喷流长度会非常的长,可达上千、上万光年。
比如m87星系中心的喷流。
这是天文学家研究最多的一个射流,哈勃望远镜曾经对它进行过真实的成像,它犹如把光剑刺穿了星系,看着很是震撼。
这样的喷流我们称它为相对论性喷流。
目前天文学家发现最长的射流是于2024年发现的位于天龙座,距离我们75亿光年的一个星系所发,其射电波段射流的尺寸是长达2300万光年。
什么概念呢?
仙女座星系和银河系的距离大概是250万光年。
也就是说,2300万光年的这个长度完全可以射到它的邻近星系,若它的临近星系也是距它几百万光年。
不过,宇宙空间其实很空旷,射到邻近星系一个是方向恰好的对齐;再就是星系在喷流的射程之内。
所以尽管我们已经发现很多巨大的射流。
但像轰击到星系这样的事件,我们却从未看到过,直到这次的发现。
合并的星系
天文学家在距离地球大约110亿光年的地方观测到了一个类星体,和以往不同的是,这次他们在这个看似单一的光点中识别出了两个星系。
一个是具有活跃星系核的类星体;另一个则是普通的规则星系。
它们两个的质量和银河系差不多,是两个正在合并的星系。
所以彼此靠的很近,已经引力束缚到了一起。
它们正在以每秒大约500公里的速度螺旋式的靠近。
在经过漫长的岁月,类星体的伴星系运行到了射流的前方,从而被射流刺穿,这一历史性的对决在经过110亿年的传播之后,最终被我们观测到。
类星体在刺穿伴星系的时候,在它的光谱中留下了一些吸收线,这让天文学家可以推测出辐射对伴星系造成的影响。
其结果表明:
射流摧毁了伴星系的结构,使得被照射区域分子云电离蒸发,只留下一些无法蒸发的致密小团块。
这些微小的小团块质量很小,不足以孕育新的恒星。
所以随着射流不断的照射,这会使伴星系中的恒星孕育地越来越少,这样就会让伴星系慢慢的失去生机,从而慢慢步入死亡。
而在如此强的射流照射下,行星的命运可能也很糟糕,强辐射或许会影响行星的大气,剥离它们。
只不过目前我们还无法观测到对行星的影响。
但也可以想象到,在如此近的距离下被一个类星体的辐射照射,结果肯定好不到哪去。
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