暴力黑洞起源之谜加深

一项使用哈勃太空望远镜图像的新研究发现，核心有强大黑洞的星系——称为活动星系核或AGN（左侧）——不需要依靠星系碰撞来生长。非AGN星系如右图所示。这些照片来自使用哈勃太空望远镜进行的COSMOS调查。

泰坦之间的碰撞似乎是巨大爆炸的完美原因，多年来，科学家们一直认为是星系之间的大规模碰撞引发了许多活跃星系中心的黑洞暴力。

然而，一项新的研究表明，这些星系合并可能不是错的，而不太明显的来源是罪魁祸首。

我们的银河系和大多数其他星系的中心都有超大质量黑洞。这些巨型黑洞中的一些相对平静，但其他被称为“活动星系核”或AGN的黑洞可以喷出比我们整个星系更多的辐射，而且是从一块不比我们太阳系大的空间喷出的。天文学家怀疑这种能量是在物质被吸入黑洞时加热时释放的。

到目前为止，使这些超大质量黑洞成为活动星系核的主要原因是星系合并。撞击被认为是驱使物质进入黑洞的原因，加速了它们的活动。

但是，在研究了过去80亿年中140个活跃星系以及1200多个类似的非活跃星系之间星系合并的迹象后，一组天文学家发现星系碰撞与黑洞爆发之间没有重大联系。

德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的天文学家、研究小组组长毛里西奥·西斯特纳斯告诉太空网：“这意味着宇宙并没有像以前认为的那样剧烈进化，至少在过去的80亿年里是这样。”宇宙被认为大约有137亿年的历史。

Cisternas和其他科学家分析了COSMOS调查中的星系，该调查调查由哈勃和其他望远镜在不同波长下综合绘制的天空区域。在这个大约是月球覆盖面积10倍的区域，他们利用欧洲航天局XMM牛顿太空望远镜的X射线观测确定了活动星系，并利用哈勃太空望远镜拍摄的光学图像对其进行了更详细的研究。

银河系警察阵容

对于研究人员检查的每个活跃星系，他们选择了九个大致相同宇宙年龄和进化阶段的可比非活跃星系。（人们可以通过计算星系与我们的光年距离来估计它的年龄；知道星系的光到达这里需要多少年才能告诉你它的年龄。）他们检查了所有这些星系，寻找合并的证据。

马克斯·普朗克天文学家、研究员克努德·扬克说：“你通常可以判断星系何时参与合并。”“碰撞星系通常看起来扭曲变形，而不是你通常在哈勃图像中看到的整洁的几何螺旋或光滑的椭圆形。”

应研究人员的要求，来自八个机构的10名星系专家独立评估了每个星系是否扭曲，但没有被告知哪些星系包含活动星系核。（研究人员已经去除了具有这种核的活动星系图像中的亮点。）

专家们的发现都没有在星系的活动与其参与重大合并之间建立重要联系。研究人员得出结论，在过去80亿年中，至少四分之三——甚至可能全部——活动星系核活动的原因必须有不同的解释。

“我们不排除合并在某些情况下可能会导致AGN活动，”Jahnke告诉太空网。“但在过去的80亿年里，它们并没有主导黑洞质量的积累。”

当星系碰撞时

Cisternas说，并不是每一次重大的星系碰撞都会导致气体落入星系中心的黑洞。

例如，他解释说，当气体被拉向核心时，气体可能会在某个时刻停滞，并远离黑洞。他说：“另一种可能性是，由于合并事件的暴力性，一部分相关的天然气被简单地剥离了。”

因此，可能导致活跃星系中暴力事件的潜在罪魁祸首包括分子云的碰撞、星系内的不稳定性或其他星系的引力破坏。它们中的任何一个都可能将物质送入黑洞，从而加速活动。

研究人员计划从更远的过去观察合并，看看它们是否与活跃星系有关。

Jahnke解释道：“在这些时候，合并的频率更高，大约是10倍，星系中的气体量也高得多。”“因此，物理学可能会有所不同，其他机制也可能发挥作用。”

科学家们将于1月10日在《天体物理杂志》上详细介绍他们的发现。