假设你来到一片远古深空——宇宙年龄还只有20亿年,星系的相貌和今天大不一样。在一张由韦伯太空望远镜拍摄的照片里,一颗红通通、形状像土豆的星团,泡在一大团冰冷而稠密的气体里。这个被昵称为“红土豆”的星系,原本应该是一个繁忙的恒星“育婴室”,但奇怪的是,那里几乎看不到新恒星诞生的迹象。
这就是编号MQN01 J004131.9-493704的星系,距离地球大约117亿光年。早前由韦伯望远镜首次发现时,它那模模糊糊、像土豆一样的外形就引起了天文学家的注意。它身处早期宇宙星系形成的巨大宇宙网络节点,周围堆满冷气,按理说这些冷气会不断坍塌、冷却,催生出一颗颗恒星。但观测显示,这个星系出奇地寂静,恒星形成比预想的要“哑火”得多。
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为了搞清为何这片“产房”没有迎来繁忙的产星过程,意大利米兰比科卡大学的王伟晨和团队开始寻找幕后推手。借助钱德拉X射线太空望远镜,他们在星系旁边捕捉到了一个关键线索:一股来自超大质量黑洞的喷流,正直冲“红土豆”的冷气包裹层。王伟晨形容这个场景说:“我们发现在我们这个宇宙厨房里可能有个厨师。”
“厨房”的比喻一下子把复杂的物理过程变得好懂。这个宇宙厨房的“锅”就是星系周围那团又冷又密的气体,按常理“灶火”应该把气体烹成恒星;但现在,黑洞喷流就像一根巨大的搅拌棍,不停地搅动、加热锅里的原料。猛烈的喷流撞击气体,把整个气体包层搅得异常湍流湍急,使得气体无法正常冷却、凝聚成新恒星,整个恒星生产线就此停摆。
研究人员最早注意到这一异常,是因为对比同类型星系周围的冷气云,红土豆星系的气体湍流程度高得不正常。气体太“沸腾”,根本无法塌缩成星。于是团队用钱德拉望远镜沿着湍流追查源头,最终锁定了这股喷流的来源——在星系附近潜伏着一个超大质量黑洞,它正将高能粒子流精准地喷向这团冷气。
虽然黑洞喷流干扰星系演化并非新发现,但在如此早期的宇宙中,用X射线直接“看”到黑洞正在搅动整个星系气体,让研究显得格外生动。这个“宇宙厨房”的发现也再次提醒天文学家,早期星系中的恒星形成并非简单的一口冷气锅,黑洞的活动很可能是调控“开火与关火”的关键开关。至于这位“厨师”接下来会把厨房烧成什么样子,钱德拉的进一步观测或许会给出更多线索。
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