研究:水母星系像奶媽,填飽超大質量黑洞

作者 | 發布日期 2017 年 08 月 20 日 0:00 | 分類 天文 , 自然科學 follow us in feedly

包括銀河系在內的大多數星系中央可能都藏著超大質量黑洞,但為什麼只有少數幾個表現活躍?科學家最新觀察發現,它們的茁壯很可能是有人「餵食」,而「水母星系」便是個不斷為超大質量黑洞提供「養分」的奶媽!



少數活躍星系的中央會釋放出驚人能量,其核心比普通星系還要明亮,稱為「活躍星系核」(Active Galactic Nucleus,縮寫 AGN)。目前得到科學界廣泛接受的觀點認為,活躍星系核是由超大質量黑洞和吸積盤構成。

人們建立了活躍星系核的標準模型,即活躍星系核的「中央引擎」是一個超大質量黑洞,周圍的物質受到重力作用下落,在黑洞周圍形成吸積盤,氣體因耗散作用加熱到很高的溫度,並逐漸下落到黑洞中央,形成了沿吸積盤法線方向的噴流。

現在,根據《Nature》期刊 16 日發表的最新文章,來自義大利、澳洲、智利、梵蒂岡和美國的國際團隊,觀察了 7 個觸手最長的水母星系後,意外發現其中 6 個星系中央竟觀測到高能量活躍星系核。

形塑水母星系長達數十光年觸手的主謀是「衝壓力」(ram pressure)產生的強風,研究團隊發現並假設,這些強風在往外吹出觸手同時,可能也不斷將某些氣體吹往星系中心堆積,這些氣體和星際物質是「食物」,必須源源不絕貢獻給超大質量黑洞,才能讓當黑洞的吸積率提高到遠遠超過星系其他部分,表現為活躍星系核。

這裡解釋一下何謂衝壓力。當一個星系高速介入另一個稠密的星系團時,較熱的星系團內氣體(intracluster gas)會出現一股壓力,有如狂風吹走較冷的外來星系氣體,使其從星系中剝離出來,形成一條條如同水母的藍色觸手,這過程稱為「衝壓力」(ram pressure)剝離。

衝壓力是流體對流通其中的運動物體施加的壓力,會對運動物體造成強大阻力,比如流星經過地球大氣層時,空氣被迅速擠壓,會在流星前方形成震波,此時衝壓力(不是摩擦力)先加熱空氣,空氣(流體)再反過來加熱在其中移動的流星(運動物體)。

水母星系有趣的地方,在於它們揭示了星系演化的過程。研究人員說,最新觀察結果更可能提出關於黑洞如何保持活躍,以及黑洞可被餵養的新理論,幫助科學家了解黑洞與其主星系之間的關聯。

(首圖來源:影片截圖)