發現類星體引發強烈物質海嘯,能量是伽馬射線暴 100 萬倍

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 23 日 11:50 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly


在地球上,當海底發生強力地震時可能引發海水劇烈起伏向陸地推進,形成可怕的海嘯;在宇宙中,當能釋放異常可怕能量的類星體活躍時,也會引發強烈的向外物質流,最近哈伯太空望遠鏡便發現宇宙中迄今為止最強大的向外物質流,對類星體所在的星系造成嚴重破壞。

對地球來說,類星體(quasar)是離我們極遙遠的天體,散發出異常可怕的能量,中心包含一個質量可能達太陽數十億倍的超大質量黑洞,當黑洞吞噬物質時,熱氣體摩擦發出強烈輻射進而形成類星體;黑洞附近輻射壓所驅動的風會將物質推離星系中心,形成向外物質流(outflow),其速度高達光速的百分之幾。

維吉尼亞理工大學天文學家 Nahum Arav 表示,這種向外物質流於千萬年內所產生之能量,是伽馬射線暴的 100 萬倍,推動著數百萬倍太陽質量的物質;而這股熱氣流像狂風般掃過星系盤面,也順邊將原本用來形成新恆星的物質吹走,進而導致恆星形成過程停擺。

現在,由維吉尼亞理工大學與太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)組成的團隊,利用哈伯太空望遠鏡的宇宙起源頻譜儀(Cosmic Origins Spectrograph,COS),發現了迄今為止宇宙中最強大的向外物質流,速度於 3 年內從每小時 6,920 萬公里提升至每小時約 7,400 萬公里,直接將氣體與塵埃推到比以前認為還要遙遠的距離之外,幾乎對整個星系造成嚴重破壞。

當這場宇宙大海嘯猛烈撞擊星際物質時,物質流前端溫度飆升至數十億度,主要在 X 射線波段發出強光,但最後瀰漫至整個光譜範圍內都發光(包括可見光、紅外光),如果我們有幸在安全距離之外目睹,將觀賞到一片輝煌的宇宙煙火秀。

研究表明,如此強大的類星體向外物質流在早期宇宙中應該普遍存在,可以解釋一些重要的宇宙學難題,比如為什麼天文學家在宇宙中觀察到的大型星系這麼少、為什麼星系的質量與其中心黑洞質量存在關聯性。

數十年來,理論物理學家與天文學家都知道,有一些物理過程會阻止大型星系中恆星的形成,但該過程本質一直是個謎,現在將觀測到的強烈向外物質流納入模擬,將幫助科學家解決研究星系進化時的阻礙。

這些結果於今年 3 月發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)一系列論文中。

(首圖來源:NASA

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