一項與類(lèi)星體有關(guān)的最新研究，將有望改寫(xiě)現有的星系死亡理論

　　北京時(shí)間 8 月 12 日消息，據國外媒體報道，美國堪薩斯大學(xué)一個(gè)研究團隊宣布了一項重要發(fā)現：有些星系的中心存在類(lèi)星體，但因其內部含有豐富的低溫氣體，因而仍然可以持續產(chǎn)生出新生的恒星。這是一大突破，它將推翻現有關(guān)于星系成熟的理論并可能代表了星系生命周期內的一段此前不為人知的階段。

　　類(lèi)星體(quasar)也被稱(chēng)為“類(lèi)星射電源”(quasi-stellar radio source)，天文學(xué)家們認為其本質(zhì)上其實(shí)是一類(lèi)活動(dòng)星系核，這里存在一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。大量氣體物質(zhì)落向黑洞時(shí)，會(huì )在周?chē)纬梢粋€(gè)巨大的吸積盤(pán)，并在此過(guò)程中釋放出驚人強度的電磁波輻射，其在特定電磁波段的亮度常?？梢猿^(guò)一整個(gè)常規星系。一般情況下，類(lèi)星體的形成就類(lèi)似于一個(gè)星系的“退休”，在過(guò)去，類(lèi)星體的形成通常被視作是一個(gè)星系喪失孕育新生恒星的能力，逐步邁向死亡的標志。

　　那些落向黑洞的氣體物質(zhì)會(huì )在加熱，并釋放出強烈的X射線(xiàn)。不同波長(cháng)的電磁波直接對應的是不同的溫度。比如說(shuō)，人體的體溫會(huì )產(chǎn)生紅外波段輻射，而能夠產(chǎn)生X射線(xiàn)輻射的天體，那就是宇宙中最高溫的天體之一了。這些氣體物質(zhì)聚集在吸積盤(pán)內部，由于接近光速的高速轉動(dòng)引發(fā)的劇烈摩擦而被急劇加熱。同時(shí)這一區域的磁場(chǎng)線(xiàn)也發(fā)生嚴重的扭曲和纏繞。這一點(diǎn)與太陽(yáng)耀斑的產(chǎn)生機制存在相似之處，在磁感線(xiàn)作用下，你會(huì )觀(guān)察到大量的物質(zhì)拋射現象發(fā)生，這些物質(zhì)被拋離黑洞附近。這些氣體物質(zhì)噴流實(shí)際上抑制了星系的氣體物質(zhì)供應，因此星系便再也得不到更多的氣體物質(zhì)供應以孕育新生之恒星，而當一個(gè)星系不再能夠產(chǎn)生新生恒星時(shí)，我們便將其視作一個(gè)接近死亡的星系。

　　但最新研究中發(fā)現，在擁有吸積盤(pán)與超大質(zhì)量黑洞的星系中，大約有 10% 的星系在進(jìn)入這一階段之后仍然擁有低溫氣體供應，因而仍然可以持續產(chǎn)生新的恒星。

　　這 10% 的星系，本身的內部差異就非常大：有些星系能夠看到非常明顯的合并歷史痕跡，而其他一些星系看著(zhù)就像銀河系，擁有很明顯的懸臂結構，而還有一些則顯得相當致密。從這種多樣化的樣本中，再次挑選出其中 10%，這些成員星系都非常致密，而且都是發(fā)藍色光，溫度很高，亮度很高的源，這些星系的情況幾乎完全符合一個(gè)超大質(zhì)量黑洞通過(guò)大量消耗氣體物質(zhì)，從而導致一個(gè)星系徹底喪失孕育新生恒星能力之后的樣子。這是一個(gè)個(gè)接近死亡的星系，但卻隱約在其中的一些星系內部觀(guān)察到低溫氣體的跡象。像這樣的星系將其稱(chēng)作“低溫類(lèi)星體”(cold quasars)。

　　所謂“低溫類(lèi)星體”現象，實(shí)際上可能是星系臨終前演化的一個(gè)短暫，因而此前尚未被注意到的階段。如果用人的一生來(lái)做比喻的話(huà)，轉瞬即逝的“低溫類(lèi)星體”階段，可能就像是一個(gè)星系的“退休派對”。處于這一階段的星系很罕見(jiàn)，因為這一階段持續時(shí)間很短暫，而研究團隊剛好捕捉到了恒星新生過(guò)程徹底停止之前的這一短暫時(shí)刻。

　　研究團隊最早是在分析美國斯隆數字巡天項目的數據時(shí)產(chǎn)生相關(guān)研究設想的。斯隆數字巡天數據庫是這個(gè)世界上現有的最全面精細的星系數字地圖。在一個(gè)編號 82 的天區內，研究團隊調用歐洲空間局 XMM 牛頓空間望遠鏡在X波段拍攝的這一天區的圖像數據鑒定出了一些類(lèi)星體。

　　X 射線(xiàn)是搜尋生長(cháng)中黑洞的關(guān)鍵手段。從那里出發(fā)，研究組再次調用赫歇爾紅外空間望遠鏡，在紅外波段觀(guān)察這一天區。在紅外波段，研究組可以檢測這里存在的塵埃和氣體類(lèi)低溫物質(zhì)。

　　這項研究的意義在于進(jìn)一步明確了星系內部恒星新生機制的停止過(guò)程是如何進(jìn)行的，并推翻了現有關(guān)于類(lèi)星體的一些觀(guān)點(diǎn)。

　　此前已經(jīng)知道類(lèi)星體會(huì )經(jīng)歷一個(gè)被塵埃云遮蔽的階段，超大質(zhì)量黑洞會(huì )被大量塵埃包圍，我們將其稱(chēng)“紅色類(lèi)星體”階段(red quasar phase)。但現在又發(fā)現了此前沒(méi)有注意到的新的過(guò)渡階段。在此之前，如果你跟一個(gè)研究類(lèi)星體的人說(shuō)，你發(fā)現了一個(gè)明亮的類(lèi)星體，溫度很高，發(fā)藍色光，但同時(shí)其內部仍然存在相當數量的塵埃和氣體，并且有相當多的新生恒星現象，那么對方會(huì )說(shuō)“不可能，那不科學(xué)。”

　　接下來(lái)研究組計劃確定，所謂的“低溫類(lèi)星體”專(zhuān)門(mén)存在于某一類(lèi)的星系之中，還是在不同星系內都有可能發(fā)生。這是一個(gè)過(guò)渡性質(zhì)的階段，持續時(shí)間可能在 1000 萬(wàn)年左右。在宇宙尺度上，這真是屬于轉瞬即逝的概念，因而難以捕捉。
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