天文學家首次目睹了一場劇烈的宇宙碰撞,一個星系以強烈的輻射刺穿另一個星系。他們的研究結果發表在今日的《自然》雜志上,表明這種輻射會削弱受傷星系形成新恒星的能力。這項新研究結合了歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(ESO的VLT)和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)的觀測數據,揭示了這場星系之戰的所有血腥細節。
在遙遠的宇宙深處,兩個星系正陷入一場驚心動魄的戰爭。它們一次又一次地以每秒500公里的速度沖向對方,朝著猛烈的碰撞方向前進,卻總是擦肩而過,然后撤退,再次陷入下一輪的激戰。“因此,我們將這個系統稱為‘宇宙馬上長矛比武’,”這項研究的共同負責人、法國巴黎天體物理研究所和智利法國-智利天文實驗室的研究員帕斯基耶·諾德戴姆說道,他將其比作中世紀的競技運動。但這些星系騎士并非完全的俠義之士,其中一位擁有非常不公平的優勢:它利用類星體,用輻射之矛刺穿對手。
類星體是一些遙遠星系的明亮核心,由超大質量黑洞驅動,釋放出大量輻射。類星體和星系合并過去更為常見,在宇宙誕生后的最初幾十億年里出現得更為頻繁,因此為了觀測它們,天文學家需要借助強大的望遠鏡來窺視遙遠的過去。這場“宇宙大戰”發出的光花了超過110億年才到達我們這里,所以我們看到的宇宙年齡只有現在的18%時的樣子。
“我們首次觀察到類星體輻射直接對一個原本規則的星系內部氣體結構的影響,”該研究的聯合負責人、俄羅斯圣彼得堡約菲研究所的研究員謝爾蓋·巴拉舍夫(Sergei Balashev)解釋說。新的觀測表明,類星體釋放的輻射擾亂了規則星系中的氣體和塵埃云,只留下最小、最密集的區域。這些區域可能太小,無法形成恒星,導致受損星系在劇烈轉變中擁有更少的恒星孕育地。
但這個星系的受害者并非唯一被改變的。巴拉舍夫解釋說:“這些合并被認為會將大量氣體帶入位于星系中心的超大質量黑洞。” 在這場宇宙爭斗中,新的燃料儲備被帶到了為類星體提供能量的黑洞附近。隨著黑洞不斷吞噬,類星體可以繼續其破壞性的攻擊。
這項研究利用位于智利阿塔卡馬沙漠的ALMA和ESO甚大望遠鏡(VLT)上的X-shooter儀器進行 。ALMA的高分辨率幫助天文學家清晰地區分了兩個正在合并的星系。這兩個星系彼此距離非常近,在之前的觀測中看起來像是一個整體。研究人員利用X-shooter分析了類星體穿過常規星系時發出的光。這使得團隊能夠研究該星系在這場宇宙大戰中是如何受到類星體輻射的影響的。
使用更大、更強大的望遠鏡進行觀測,或許能揭示更多關于此類碰撞的信息。正如諾德戴姆所說,像歐洲南方天文臺極大望遠鏡這樣的望遠鏡“肯定能讓我們推進對這個以及其他系統的更深入研究,從而更好地理解類星體的演化及其對宿主星系和鄰近星系的影響。 ”
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