根據(jù)一項近日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》上的新研究,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),在12億光年外的宇宙深處,正在上演一場星際大碰撞。這到底是怎么回事呢?下面我們就來具體了解一下。
據(jù)了解,此次研究最初的發(fā)現(xiàn)并不是特別引人注目,當(dāng)時天文學(xué)家在分析“廣域紅外巡天探測器”(WISE)的數(shù)據(jù)時,發(fā)現(xiàn)在室女座方向,距離我們大約12億光年的位置上,有兩個星系正在發(fā)生碰撞,它們分別被稱為“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”,其邊緣已經(jīng)開始重疊。
在已知的宇宙中,雙星系的碰撞雖然并不罕見,但是還是有一定的研究價值的,按照慣例,天文學(xué)家利用地面上的大型觀測設(shè)備對其進(jìn)行了多波段的后續(xù)觀測,結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩個正在碰撞星系都有一個活動星系核,而在更遠(yuǎn)的位置上,還有一個星系也在向它們接近。
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這個星系被稱為“J1219+1035”,觀測數(shù)據(jù)表明,它也有一個活動星系核,在引力作用下,一道明顯的物質(zhì)流已經(jīng)從這個星系延伸出來,指向了“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”所在的區(qū)域,而更令人驚訝的是,這三個星系的核心都釋放出了強(qiáng)大的射電噴流。
簡單來講,星系的中心區(qū)域通常都有一個超大質(zhì)量黑洞,在大多數(shù)情況下,這些黑洞是“安靜”的,但當(dāng)星系中心存在大量氣體和塵埃等物質(zhì)時,情況就會截然不同。
因為黑洞強(qiáng)大的引力會將周圍的物質(zhì)強(qiáng)行“拉”向自己,在此過程中,由于角動量守恒,這些物質(zhì)并不會直接掉入黑洞,而是會圍繞黑洞形成一個高速旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu),這也被稱為吸積盤。
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吸積盤之中的物質(zhì)速度可以接近光速,在劇烈的摩擦和碰撞之下,它們的溫度會不斷攀升,當(dāng)達(dá)到一定程度時,就會釋放出大量的電磁輻射,于是在我們眼中,這個星系的核心區(qū)域就會變得非常明亮,這就是所謂的活動星系核。
而如果黑洞吞噬的物質(zhì)足夠多,速度足夠快,它們就會通過強(qiáng)大的磁場,將其吸積盤中的一部分帶電粒子聚焦成束,沿著其自轉(zhuǎn)軸的兩極以極高的速度噴射到宇宙空間,在此過程中,其產(chǎn)生的噴流會產(chǎn)生強(qiáng)烈的同步輻射,在射電波段格外耀眼,這就是所謂的射電噴流。
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也就是說,在這場星際大碰撞中,“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”星系已經(jīng)直接撞上了,在更遠(yuǎn)一點(diǎn)的位置上,“J1219+1035”星系還在向著它們一路狂奔,而在這三個星系的中心,都有一個正在“瘋狂進(jìn)食”的超大質(zhì)量黑洞。
天文學(xué)家表示,這樣的情況是很罕見的,可以預(yù)見的是,在未來的日子里,這場星際大碰撞將愈演愈烈。
其中距離相對較近的“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”星系,將會首先發(fā)生碰撞合并,而隨著“J1219+1035”星系的到來,引力環(huán)境還會變得更加混亂,其中的恒星的軌道會受到巨大的干擾,甚至被大量拋射到廣闊的星系際空間。
與此同時,大量的氣體云會像狂暴的海嘯一樣相互撞擊,其產(chǎn)生的沖擊波會將原本稀薄的氣體劇烈壓縮,進(jìn)而爆發(fā)出一場規(guī)模巨大的造星運(yùn)動,孕育出大批年輕且熾熱的藍(lán)色恒星。
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三個星系中的超大質(zhì)量黑洞,也將在此過程中相互靠近,根據(jù)理論模型的推演,距離較近的兩個黑洞,會率先形成一個互相繞轉(zhuǎn)的雙星系統(tǒng) ,較遠(yuǎn)的那個黑洞,則會作為一個“后來者”,在更大的軌道上繞這個雙星系統(tǒng)運(yùn)行。
而它們最終的結(jié)局,可能是合并成一個更為巨大的黑洞,除此之外,也有一定的概率,在其中的兩個黑洞合并之時,另一個黑洞會被引力彈弓效應(yīng)被“甩”出去。
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就這樣,在經(jīng)過十幾億年甚至更長時間的“重組”之后,這三個原本獨(dú)立的星系將徹底失去個體的邊界,融合成一個巨大的橢圓星系。
值得一提的是,根據(jù)已知的觀測數(shù)據(jù),在未來的日子里,我們所在的銀河系也很可能會與“隔壁”的仙女座星系發(fā)生碰撞與合并,并最終形成一個橢圓星系,不過這樣的事情將發(fā)生在大約40億年后,所以現(xiàn)在的我們不必為此擔(dān)心。
參考資料:The First Triple Radio Active Galactic Nucleus in an Ongoing Galaxy Merger,The Astrophysical Journal Letters, Volume 995, Number 2
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