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！

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。

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博科園｜研究/來自：克萊姆森大學(xué)

參考期刊《天體物理學(xué)》

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