最新證明：黑洞驅(qū)動(dòng)的類星體，能夠撕裂星際空間，阻止恒星形成！

利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的獨(dú)特能力，由弗吉尼亞理工大學(xué)Nahum Arav領(lǐng)導(dǎo)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)了宇宙中有史以來最高能量的射流。這些射流出來自類星體，撕裂星際空間，類似于地球上的海嘯，對(duì)類星體所在的星系造成了嚴(yán)重破壞。類星體是遙遠(yuǎn)星系中明亮而致密的核心，類星體亮度可以達(dá)到宿主星系（通常由數(shù)億顆恒星組成）的1000倍。

弗吉尼亞理工大學(xué)理工學(xué)院物理系教授Nahum Arav說：中心引擎是超大質(zhì)量黑洞，充斥著不斷涌入的塵埃、氣體和恒星。類星體是黑洞吞噬物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的，因此會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的輻射，在來自黑洞熾熱輻射壓力的推動(dòng)下，沖擊性爆炸將物質(zhì)從星系系中心噴出，加速到光速的幾個(gè)百分點(diǎn)。這些外流對(duì)于理解星系的形成至關(guān)重要，它們每年推動(dòng)數(shù)百個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的物質(zhì)。

這些流出物質(zhì)攜帶的機(jī)械能比整個(gè)星系的光度高出數(shù)百倍，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。Nahum Arav的研究團(tuán)隊(duì)包括來自弗吉尼亞理工大學(xué)的博士后研究員蒂莫西·米勒(Timothy Miller)和博士生徐新峰，以及馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(Space Telescope Science Institute)的杰拉德·克里斯(Gerard Kriss)和瑞秋·普萊莎(Rachel Plesha)。

類星體風(fēng)在星系的圓盤上擴(kuò)散，猛烈地席卷著原本會(huì)形成新恒星的物質(zhì)。根據(jù)這項(xiàng)研究，輻射推動(dòng)氣體和塵埃的距離比科學(xué)家之前認(rèn)為的要遠(yuǎn)得多，造成了整個(gè)星系系的事件。當(dāng)這場(chǎng)宇宙海嘯猛烈撞擊星際物質(zhì)時(shí)，它的溫度飆升到數(shù)十億度，物質(zhì)主要在X射線中發(fā)光，但也廣泛地覆蓋了整個(gè)光譜，任何目擊這一事件的人都會(huì)看到一場(chǎng)奇妙的煙花表演。首先會(huì)受到X射線和伽馬射線的大量輻射，然后會(huì)滲透到可見光和紅外光中。

觀察者會(huì)看到一場(chǎng)巨大的燈光秀，就像星系里的圣誕樹一樣。星系演化的數(shù)值模擬表明，這樣的外流可以解釋一些重要的宇宙學(xué)難題，比如為什么天文學(xué)家在宇宙中觀測(cè)到的大型星系如此之少，為什么星系的質(zhì)量與其中心黑洞質(zhì)量之間存在關(guān)系。這項(xiàng)研究表明，強(qiáng)大的類星體外流在早期宇宙中應(yīng)該很普遍。哥倫比亞大學(xué)和普林斯頓大學(xué)的著名宇宙學(xué)家耶利米·P·奧斯特萊克(Jeremiah P.Ostriker)說：

幾十年來，理論家和觀察者都知道，有一些物理過程會(huì)阻止大質(zhì)量星系的恒星形成，但這個(gè)過程的性質(zhì)一直是個(gè)謎。把觀測(cè)到的流出數(shù)據(jù)放入模擬中，可以解決星系演化中這些懸而未決的問題。除了測(cè)量迄今觀測(cè)到能量最高的類星體外，研究小組還發(fā)現(xiàn)另一種流出速度比其他任何一種都要快，在三年的時(shí)間里，從每小時(shí)近4300萬英里增加到大約4600萬英里。科學(xué)家們相信，隨著時(shí)間的推移，它的加速度將繼續(xù)增加。

數(shù)據(jù)中有如此之多的發(fā)現(xiàn)，讓研究人員感覺自己就像是糖果店里的孩子。天文學(xué)家通過觀察發(fā)光氣體發(fā)出光的光譜“指紋”，能夠計(jì)算出氣體被類星體風(fēng)加速的驚人速度。哈勃紫外數(shù)據(jù)表明，由于氣體在空間中的快速運(yùn)動(dòng)，這些吸收特征在光譜中發(fā)生了移動(dòng)。這是由于多普勒效應(yīng)，物體的運(yùn)動(dòng)會(huì)壓縮或伸展光的波長(zhǎng)，這取決于它是靠近還是遠(yuǎn)離我們。美國(guó)宇航局表示：只有哈勃太空望遠(yuǎn)鏡具有超高的紫外線敏感度，可以獲得這一發(fā)現(xiàn)的必要觀測(cè)。

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博科園｜研究/來自：Virginia Tech

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4365/ab66af

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