根據(jù)科學家最新的研究顯示:宇宙中最亮星系是被鄰近至少3個較小型的星系喂養(yǎng)出來的,更正確的說,這個最亮星系其實像個吸血鬼,掠奪了它的鄰近星系近半以上的物質(zhì)而成長茁壯。這個編號為W2246-0526的最亮星系距離地球約124億光年,當時的宇宙年齡大約僅有現(xiàn)在的1/10左右。相關論文發(fā)表在「科學(Science)」期刊中。
藝術家筆下的W2246-0526和它的三個伴星系。Credit: NRAO/AUI/NSF,S. Dagnello
W2246-0526是美國航天總署(NASA)的廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)于2015年發(fā)現(xiàn)的。W2246-0526并不是迄今已知最規(guī)模最大或質(zhì)量最大的星系,但卻是最亮的星系,在紅外波段的亮度,相當于太陽的350兆倍之多。
在先前的觀測中,天文學家已知W2246-0526鄰近有3個伴星系,但沒有證據(jù)證明這些伴星系和W2246-0526彼此間有交互作用。然而,智利圣地亞哥Diego Portales大學的Tanio Díaz-Santos等人利用阿卡塔瑪毫米/次毫米電波數(shù)組(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,ALMA)深入觀測后,在其周圍發(fā)現(xiàn)數(shù)道從鄰近小型星系拖曳至W2246-0526的跨星系物質(zhì)流(trans-galactic streamers),星系并吞在宇宙中是相當常見的現(xiàn)象,雖然W2246-0526是迄今已知這類星系并吞事件中最遠的,但卻是第一次在宇宙早期直接拍攝到同時有多個星系發(fā)生這樣的事件。
Díaz-Santos等人估計:這些物質(zhì)流主要是氣體,其所包含的總質(zhì)量,大概跟這些小型星系本身的總質(zhì)量相當。而W2246-0526吞噬的大量氣體,足以讓W2246-0526持續(xù)誕生新恒星并喂養(yǎng)該星系中心的超大質(zhì)量黑洞達數(shù)億年之久。
這個星系之所以這么明亮,并非來自個別恒星集合的光,而是來自中心超大質(zhì)量黑洞周圍的吸積盤。這個吸積盤體積雖小,但卻相當活躍,盤中氣體物質(zhì)繞著中心黑洞旋轉(zhuǎn)并逐漸落入黑洞的過程中被加熱到極高溫的狀態(tài)而釋出大量能量。這些釋出的能量被周圍的塵埃吸收后重新向外發(fā)出的輻射將落在紅外波段,所以W2246-0526才會在紅外波段這么明亮;這類在紅外波段極端明亮的星系屬于一種相當罕見的類星體(quasar),稱為「熱塵蔽星系(Hot,Dust-Obscured Galaxies)」,有個有趣的簡稱為Hot DOGs,熱狗星系。目前已知約每3000個WISE觀測到的類星體中,只有一個是熱狗星系。
不過,W2246-0526這樣的暴飲暴食可不好,由于吞得物質(zhì)數(shù)量太過龐大,反而會導致W2246-0526自我毀滅。先前研究顯示:從伴星掠奪而來的氣體物質(zhì),如果沒有都轉(zhuǎn)化成形成新恒星的材料,W2246-0526中心超大質(zhì)量黑洞形成的活躍星系核(AGN)最終也會拋棄絕大部分的能量。
這個研究可不能止步于此。這篇論文的共同作者蔡肇偉(Chao-Wei Tsai)的另一研究工作中曾估計W2246-0526中心超大質(zhì)量黑洞約含40億倍太陽質(zhì)量。超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量大小會直接影響到AGN有多亮,但在W2246-0526的亮度卻比這個質(zhì)量大小的黑洞可達的亮度還亮3倍左右。所以,Díaz-Santos等人和蔡肇偉等人還得繼續(xù)取得其他觀測數(shù)據(jù),以便解決這個矛盾的問題。
責編:微科普