版權(quán)歸原作者所有,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們

首次從兩個碰撞合并的星系中,探測到相對論射流,速度接近光速!

博科園
科學(xué)、科技、科研、科普
收藏

克萊姆森大學(xué)科學(xué)學(xué)院研究小組與國際天文學(xué)家的合作,首次明確探測到從兩個碰撞星系中出現(xiàn)的相對論射流,本質(zhì)上,這是第一個照片證據(jù),證明合并的星系可以產(chǎn)生帶電粒子射流,其運(yùn)動速度接近光速。此外,科學(xué)家此前發(fā)現(xiàn),這些噴流可以在橢圓形星系中找到,橢圓形星系可以由兩個螺旋星系合并而成?,F(xiàn)在,首次有了一張明確的圖像,顯示了兩個較年輕螺旋形星系形成的噴流。

其研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上;克萊姆森大學(xué)前博士后研究員、研究的主要作者瓦伊德希·帕利亞說:我們第一次在碰撞的路徑上發(fā)現(xiàn)了兩個螺旋或盤狀星系,這兩個星系在其中一個星系的中心產(chǎn)生了伽馬射線發(fā)射相對論噴流。除了目前在德國Deutsches Elektronen Synchrotron工作的帕利亞之外,克萊姆森的其他作者還包括物理和天文學(xué)系的副教授馬爾科·阿杰羅、迪特爾·哈特曼教授和兼職教授斯特凡諾·馬切西。

發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的噴射流如此年輕,這一事實使研究人員能夠清楚地看到產(chǎn)生地。此前已經(jīng)有很多天文學(xué)家多次拍攝到星系碰撞圖像,但本研究是第一個捕捉到兩個星系合并的星系,在那里有一個完全形成的噴流指向我們,盡管是一個非常年輕的噴流,因此還不夠亮。通常情況下,噴流發(fā)出的光非常強(qiáng)大,以至于我們看不到它背后的星系。這就好比試圖看一個物體時,有人用明亮的手電筒照向你的眼睛,你所能看到的只有手電筒光。

發(fā)現(xiàn)的這個噴流威力較小,所以我們實際上可以看到它誕生的星系。噴流是宇宙中最強(qiáng)大的天體物理現(xiàn)象之一,它們可以在一秒內(nèi)向宇宙釋放比太陽一生所產(chǎn)生能量還多的能量。這種能量是以輻射的形式存在,例如強(qiáng)烈的無線電波、X射線和伽馬射線。噴流也是宇宙中最好的加速器,比我們在地球上擁有的超級對撞機(jī)要好得多(高能物理研究中使用的加速器)。

噴流被認(rèn)為是從較老的橢圓形星系中誕生,這些星系有一個活動星系核(AGN),AGN是一個位于其中心的超大質(zhì)量黑洞。作為參考,科學(xué)家們相信所有星系都有位于中心位置的超大質(zhì)量黑洞,但并不是所有的星系核都是活動星系核。例如,我們的銀河系中心大質(zhì)量黑洞就處于休眠狀態(tài)??茖W(xué)家們推測,活動星系核是通過一種稱為吸積的過程,通過引力吸引氣體和塵埃而變大。

但并不是所有的這些物質(zhì)都會吸積到黑洞中,一些粒子被加速,以射流的形式以窄光束的形式向外噴出。要將氣體從星系系中排出并使其到達(dá)中心是很困難的,需要一些東西來震動星系,才能讓氣體到達(dá)那里。星系合并或碰撞是移動氣體的最簡單方式,如果有足夠的氣體移動,那么這個超大質(zhì)量黑洞將變得極其明亮,并有可能形成噴流。研究團(tuán)隊的圖像捕捉到了這兩個星系,一個是被稱為TXS2116-077的Seyfert 1星系。

另一個質(zhì)量相似的星系,因為它們因為圖像中看到的氣體量而第二次相撞。最終,所有的氣體都將被排入太空,沒有氣體,星系就不能再形成恒星,沒有氣體,黑洞將關(guān)閉,星系將處于休眠狀態(tài)。數(shù)十億年后,我們的銀河系將與仙女座星系合并??茖W(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬,并預(yù)測這一事件可能最終導(dǎo)致一個巨大的橢圓星系形成。

根據(jù)物質(zhì)條件,可能會產(chǎn)生相對論噴流,但那是在遙遠(yuǎn)的未來。研究團(tuán)隊使用世界上最大的陸基望遠(yuǎn)鏡之一,位于夏威夷山頂?shù)乃拱汪?.2米光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡拍攝到了這張圖像。然后利用西班牙海岸外拉帕爾馬島上的Gran Telescopio Canarias和William Herschel望遠(yuǎn)鏡,以及NASA錢德拉X射線天文臺太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了觀測。

博科園|www.bokeyuan.net

博科園|研究/來自:克萊姆森大學(xué)

參考期刊《天體物理學(xué)》

博科園|科學(xué)、科技、科研、科普

關(guān)注【博科園】看更多大美宇宙科學(xué)