我们的银河系直径大约是10万光年。这是一个令人难以想象的尺度。
但想象一下,一个天体发出的喷流,其长度是银河系直径的50倍!这就是天文学家最新发现的宇宙巨兽:超巨型射电类星体(Giant Radio Quasars)。
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两例新发现的巨型射电类星体,它们各自横跨数百万光年。
图源:Pal 等人
近日,印度天文学家团队利用巨型米波射电望远镜(GMRT),在一个射电类星体数据库中,新发现了53个这种规模惊人的宇宙喷流结构。
一、跨越数百万光年的宇宙喷泉
喷流长度刷新认知,这次发现的53个超巨型射电类星体,每一个都由一个位于星系核心的超大质量黑洞提供动力,它们喷射出的物质喷流,延伸长度可达:
惊人的720万光年!
团队成员Souvik Manik震撼地表示:“这些射电喷流的大小,是20到50个银河系并排的距离。”
发现者与工具
发现者:印度天文学家团队,包括来自 Midnapore City College 等机构的研究人员。
工具:位于印度浦那附近的巨型米波射电望远镜(GMRT)。GMRT 强大的广域覆盖和高灵敏度,使其成为捕捉这些遥远、巨大射电结构的理想工具。
数据来源:TIFR GMRT天空巡视(TGSS)所收集的数据,该巡视覆盖了地球上空约90%的天球。
二、黑洞的“暴饮暴食”与“喷射”
为什么这些喷流能长得如此巨大?这要从它们的核心,类星体(Quasar)说起。
类星体是一种极其强大的星系核心,由一个正在活跃进食的超大质量黑洞驱动。
一、进食:超大质量黑洞周围被大量的气体和尘埃包围,形成吸积盘。强大的潮汐力将物质加热,使其发出极强的辐射,覆盖整个电磁波谱,使核心区域亮得惊人。
二、喷射:黑洞是“挑食”的。并非所有物质都被吞噬。强大的磁场将高度电离的气体(等离子体)引导至黑洞两极,并加速到接近光速,以两股强大的喷流形式喷射出去。
三、巨型结构:随着时间推移,这些喷流向外扩张,在距离核心数百万光年之外扩散成巨大的射电瓣(lobes),同时伴随着强烈的射电波发射。
研究团队指出,这些巨大的射电喷流对于理解类星体演化的晚期阶段,以及限制其射电瓣膨胀的星系际介质(Intergalactic Medium)至关重要。
三、环境决定大小
在研究这些超巨型射电类星体时,科学家发现了一个有趣的趋势:
大约有14%的这些宇宙巨兽位于星系群、星系团中,以及气体、尘埃和暗物质的宇宙丝状结构(Cosmic Filaments)附近。
Netai Bhukta(团队成员)表示:“环境似乎在塑造这些射电喷流的演化中起着主要作用。”
致密区域:在密度较高的区域,喷流可能会被周围气体减慢、弯曲或破坏。
稀疏区域:而在更空旷的区域,喷流则可以在星系际介质中自由生长,形成我们今天看到的巨大尺度。
四、神秘的“不对称”
科学家还注意到,这些喷流经常出现长度或亮度不均匀的情况,这被称为射电喷流不对称性(radio jet asymmetry)。
研究人员Sushanta K. Mondal解释道:“这种不对称性告诉我们,这些喷流正在与不均匀的宇宙环境搏斗。一侧可能正冲入密集的星系际气体云,减缓了它的生长,而另一侧则在稀薄的介质中自由扩张。”
五、新的宇宙学窗口
这项研究成果于11月13日发表在《美国天文学会天体物理学杂志增刊》(The Astrophysical Journal Supplement Series of the American Astronomical Society)上。
超巨型射电类星体的发现,为我们提供了一个前所未有的窗口,去研究黑洞与星系际介质之间的复杂交互。这些宇宙巨兽不仅是星系演化的产物,更是宇宙环境中密度与结构的忠实记录者。
参考
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae0b52
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