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从超大质量黑洞流出的粒子射流,为什么能让多个星系中形成恒星?

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匿名
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匿名  发表于 2019-12-2 16:39 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式

从超大质量黑洞流出的粒子射流,为什么能让多个星系中形成恒星?





  对于我们大部分人而言,对黑洞的印象还主要停留在其巨大的引力身上。然后,大家就片面地将黑洞视为一种只会吞噬周围物质的神秘怪物。但事实上,黑洞在宇宙中的存在意义,并不只是威胁那些靠近事件视界的各类星体,以及看不见的物质。比如,当超大质量黑洞流出粒子射流的时候,便可以同时让多个星系中有新的恒星诞生。

  

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  超大质量黑洞助推了恒星的诞生

  当科学家们观测到这一幕的时候,同样内心也充满了激动的情绪。纵然黑洞会作用于恒星的形成并不是什么罕见的事,但是,这一次超大质量黑洞的助推对象,并不是附近一个星系中恒星的诞生。而是多个不同星系中恒星的形成,都受到了这个与自己相隔数万亿英里遥远的黑洞的影响。

  

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  稀疏的气体细丝显示了恒星形成的细节,图像特征看似炽热,实则非常凉爽。

  这项新研究中使用到的观测数据,不仅包含了NASA钱德拉X射线天文台的数据,同时还参考了其他望远镜的重要观测信息。研究结果显示,超大质量黑洞流出粒子射流的活动,激发了多个相隔距离遥远的星系中的恒星的诞生。该研究的主要作者罗伯托·吉利表示,这是人类第一次看到,原来黑洞还可以让多个星系中形成新的恒星。

  

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  钱德拉观测到的强大X射线(红色),黑洞流出的高能粒子射流(蓝色),热气体围绕星系中心的黑洞盘旋。

  助推数个星系形成恒星的黑洞在哪里

  既然科学家们发现了这个特殊的黑洞,当然还会对它的位置进行确认。众所周知,就人类目前对星系和黑洞的了解来看,几乎所有质量较大的星系中都存在一个超大质量黑洞。这个助推了多个星系中诞生新恒星的黑洞,并不是出于我们自己所在的银河系,而是存在于另一个与地球大约间隔99亿光年的另一个银河系中心。

  

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  那些因为受到黑洞活动的影响,而形成了新的恒星的星系,就科学家们的现有观测数据来看,应该至少都在4个以上。并且,这几个星系和黑洞之间的距离都超过了一百万光年。不管是诞生恒星的星系数量,还是星系和黑洞的间隔距离,该黑洞都无疑是影响星系数量最大、且触发新恒星形成距离最远的一个黑洞。

  为什么超大质量黑洞能促使恒星的诞生

  虽然,黑洞可以作用于星系中恒星的诞生,有不少人都对此都并不了解。但是,我相信一般的天文爱好者都应该知道,恒星集中形成的地方一般都聚集了大量尘埃和气体,就像是一个恒星诞生的“摇篮”一般。而超大质量黑洞为什么可以让新的恒星形成?其实就是因为这样的黑洞可以喷出大量的物质或粒子射流。

  

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  气体和尘埃是恒星诞生的原材料,闪闪发光的年轻恒星,集合看起来像是空中爆炸。

  不同于童话故事里的国王可以将金属变成金子,充满了让人觉得匪夷所思的神秘色彩。超大质量黑洞助推恒星形成的过程,其实就是将气体变成了恒星,而它可以到达的范围则远至星际。实际上,黑洞不仅仅只会吞噬周围的物质,同时还会将其物质盘中的物质排出。

  

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  当黑洞有排除物质的行为时,科学家们就能通过钱德拉,观测到该过程中散发出的强大X射线发射。与此同时,研究人员采用的数据还结合了VLA(Karl Jansky超大型阵列)收集到的无线电波信息。简而言之,前者发现了黑洞流出物质的强大X射线,后者发现了从黑洞流出的粒子射流。

  并且,科学家们还从钱德拉的观测数据中发现,热气体包围着射流的一个端部。而热气体的形成,始于黑洞喷出粒子和周围物质,它们在发生相互作用之后产生了气泡。根据研究人员的观察来看,这些气泡因为时间的流逝,会趋向在与自己位置邻近的星系旁发生膨胀。而膨胀过程所导致的冲击波,则致使周围的气体在被压缩后诞生了新的恒星。

  

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  已知黑洞在宇宙中是怎样的存在体

  事实上,黑洞不仅会促使星系中恒星的形成,还可能会在其周围形成行星。因为,星体周围存在物质盘的宇宙实体,并不是只有那些处于年轻阶段的恒星。因为,在星系原子核中也存在着大量松散物质,而它们的活动则被中心区域的黑洞引力所控制,而这些物质盘也因此而有了形成新行星的可能性。

  

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  没错,行星的形成环境一般都是原行星盘上的低温区,并始于“冰幔与尘埃”物质的大量聚集。从科学家们的研究结果来看,黑洞周围也可以在满足一定的条件下形成行星。原行星盘会在围绕黑洞的巨大重力环境中变得越来越密集,只不过这个时间可能需要花费数亿年。

  简而言之,黑洞周围很可能存在规模庞大的行星系统,密集的原行星盘阻止了黑洞中心区域的强烈辐射。然后,在低温区域形成之后,这些在黑洞周围的物质大约花了10光年的时间形成了行星。而这些数量可以按成千上万来计算的行星存在体,质量可以达到地球质量的十倍左右。

  

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  尚未完全形成的恒星,被行星形成的原行星盘所包围。

  毋庸置疑,在宇宙探索这个领域,黑洞、暗物质和暗能量都是最为神秘的存在体之一。这三者的共同之处都在于我们人类无法直接观察到,至于以后的科学家们能不能实现这一壮举,答案则需要交由时间来解答。宇宙中存在着大小不同的黑洞类型,而它们到底在宇宙天体的诞生过程中扮演着怎样的角色,则离不开人类社会科学技术的进步,以及数代、乃至数十代天文科学家们的共同努力。

  

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