「X 星系」射出 4 道無線電波噴流之謎,舊物質回流被「轉彎」

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 11 日 8:40 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


宇宙中有許多比銀河系還要活躍的星系,中心黑洞會噴出兩道巨大的無線電波噴流,延伸數千光年到星際空間中,然而讓天文學家困惑的是,有些星系更複雜,它們射出 4 道噴流,使該星系在望遠鏡中呈現 X 型。現在根據南非 MeerKAT 望遠鏡的最新觀測,數據支持了「落回星系的物質會偏轉方向」這種解釋。

來自某些活躍星系、無線電星系或類星體中心的超大質量黑洞在進食同時,也會朝外吐出兩道方向相反的相對論性噴流,長度綿延幾千甚至數十萬光年遠。擁有雙噴流的星系很常見,然而有些活躍星系卻多到擁有 4 個方向不同的無線電波射流,使得該星系在電磁波段下的形狀就像 X 型,天文學家多年來試圖理解這個奇怪現象,主要有 3 種解釋:

  1. 位於星系中心的超大質量黑洞旋轉方向在數百萬年內發生了變化,連帶影響噴流方向。
  2. 星系中心有 2 個超大質量黑洞,不同黑洞各自負責一對噴流。
  3. 落回到星系中的物質被偏轉到不同方向,從而形成 X 型噴流。

現在歷經 10 年建設、於 2018 年正式運行的南非 MeerKAT 電波望遠鏡,繼之前拍回銀河系中心超清晰的照片後,如今又幫助天文學家解決了 X 星系之謎,強烈支持上述第 3 種解釋。

MeerKAT 電波望遠鏡這次觀察的對象 PKS 2014-55,就是其中一個讓天文學家百思不得其解的「X 星系」,距離地球 8 億光年。

在 MeerKAT 電波望遠鏡拍回的超清晰圖像中,科學家終於清楚看見 X 星系祕密,事實上星系並非噴出 4 道射流,而是原本被雙噴流推出星系的部分物質,又被星系間氣體微弱的氣壓給「壓回去」,但母星系仍在持續形成新的噴流結構,於是當較舊的物質流回母星系時,會被後者相對高壓的氣壓偏轉到不同方向,從而形成類似雙迴力鏢的結構。

▲ PKS 2014-55 星系黑洞噴流的超清晰結構。

在最新圖像中,強大的無線電波射流分別向太空延伸 250 萬光年(相當於銀河系與最近鄰居仙女座星系的距離),可以清楚觀察到星系兩邊的射流結構就像飛鏢。

MeerKAT 電波望遠鏡陣列由 64 個碟型天線組成,超高分辨率將繼續幫助天文學家「看清」以前未解的星系之謎。新論文發表在《皇家天文學會月報》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(圖片來源:SARAO

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