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    在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

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      黑洞被认为吞噬了太多的周围物质,以至于它们终结了宿主星系的生命。在这个过程中,黑洞创造了一种被称为类星体的高能量天体,此前人们认为类星体可以阻止恒星的诞生。现在,天文学家发现了一个能够在类星体“贪婪”吞噬力量中幸存下来的星系:幸存原因是持续诞生新的恒星(每年大约有100颗太阳大小的恒星)。红外天文平流层天文台(SOFIA)的这一发现可以解释,尽管宇宙由不再形成恒星的星系主导,星系也变得如此庞大。

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      其研究成果发表在《天体物理学》期刊上,这项研究的合著者、堪萨斯州劳伦斯大学助理教授艾莉森·柯克帕特里克(Allison Kirkpatrick)说:这向我们表明,活跃黑洞的增长并不会立即阻止恒星的诞生,这与目前所有的科学预测相悖,这促使我们重新思考关于星系演化的理论。美国国家航空航天局(NASA)和德国航空航天中心(DLR)的联合项目索非亚(Sofia)研究了一个非常遥远的星系,该星系距离我们超过52.5亿光年,名为CQ4479。

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      它的核心是新发现的一种特殊类型类星体,称为“冷类星体”。在这种类星体中,活跃的黑洞仍然在享用来自其宿主星系的物质,但类星体的强烈能量并没有破坏所有冷气体,所以恒星可以继续形成,星系继续存在。这是天文学家第一次对冷类星体进行详细观察,直接测量黑洞的生长、恒星的诞生速度,以及为星系提供燃料的冷气剩余量。这项研究的主要作者、堪萨斯州劳伦斯市堪萨斯大学博士后研究员凯文·库克(Kevin Cooke)说:

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      我们很惊讶地看到另一个古怪的星系,这与当前的理论相悖。如果这种连续增长继续下去,黑洞及其周围的恒星在星系寿命结束前都将扩大两倍。类星体作为宇宙中最明亮、最遥远的物体之一或称“准恒星射电源”,是出了名的难以观测,因为它们常常比周围的一切都闪耀着光芒。当一个特别活跃黑洞消耗其周围星系的大量物质,产生强大的引力时,它们就形成了。随着越来越多的物质越来越快地向黑洞中心旋转,这些物质被加热并发出明亮的光。

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      类星体产生的能量如此之大,以至于它经常让周围的一切都黯然失色,让观察其宿主星系的尝试变得盲目。目前的理论预测,这种能量会加热或排出创造恒星所需的冷气,阻止恒星的诞生,并对星系的生长造成致命打击。但索非亚项目的观测揭示,星系恒星诞生有一段相对较短的时间,而黑洞的盛宴仍在继续,为类星体的强大能量提供动力。索非亚研究项目没有直接观测新生的恒星,而是用它9英尺望远镜探测到了恒星形成过程中被加热尘埃发出的红外线。

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      利用索非亚项目高分辨率机载宽带相机(HAWC+)收集的数据,科学家们能够估计出过去1亿年来恒星形成的数量。这让研究人员看到了这段短暂的时间窗口,在这段时间里,这两个过程可以共存。这是唯一一台能够在不被强烈发光的类星体淹没情况下研究这个星系中恒星诞生的望远镜。黑洞和恒星同时生长的短暂窗口,代表了星系灭亡的早期阶段,在这个阶段,星系还没有屈服于类星体的毁灭效应。研究需要继续索非亚项目的研究,以了解其他许多星系在最终到达生命终结之前是否会经历类似的黑洞和恒星生长阶段。

      在52.5亿光年外,发现一个在黑洞“吞噬”过程中幸存的星系!

      博科园|研究/来自:堪萨斯大学

      参考期刊《天体物理学》

      DOI:10.3847/1538-4357/abb94a

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