超大質量黑洞的咆哮：他是如何扼殺了宇宙中最古老的星系 |2024天體物理 小葫蘆的宇宙頻道

黑洞是宇宙中最神祕和最強大的天體之一 它們的存在和行爲一直吸引着人類的探索和想象 黑洞的質量和密度如此之大 以至於它們可以吞噬一切物質 甚至連光也無法逃脫它們的引力 黑洞的邊界被稱爲事件世界 一旦物質跨越了這個邊界 就再也無法返回 黑洞的內部是什麼樣子的 目前還是一個謎 當黑洞吞噬物質時 會產生巨大的能量和輻射 使黑洞周圍形成一個明亮的盤狀結構 稱爲吸積盤 吸積盤的溫度和亮度非常高 有時甚至超過了黑洞所在的星系 這樣的黑洞被稱爲活動星系核 它們是宇宙中最亮的持續光源之一 AGN的輻射不僅可以被觀測到 還可以對周圍的物質產生影響 例如推動氣體的流動 或者阻礙恆星的形成 恆星是宇宙中最常見的天體 它們是由氣體和塵埃 在引力的作用下聚集和壓縮而形成的 恆星的形成需要足夠的密度和溫度 以使核聚變反應開始並持續進行 恆星的形成是宇宙中最重要的過程之一 因爲它們不僅可以發出光和熱 還可以產生各種元素 爲宇宙的多樣性和複雜性提供了基礎 恆星的形成和演化受到多種因素的影響 其中之一就是AGN的活動 AGN除了發出強烈的光線之外 還會以極高的速度向外噴射出兩束物質 稱爲噴流 噴流的速度可以接近光速 它們可以穿越數千光年的距離 與周圍的氣體和星系相互作用 噴流的作用力可以將氣體從星系中推走 或者使氣體加熱和擴散 從而降低氣體的密度和溫度 這樣氣體就無法形成恆星 或者只能形成少量的恆星 因此AGN的噴流可以有效地扼殺恆星的形成 影響星系的結構和演化 天文學家有史以來第一次發現 在宇宙誕生之初 一個古老的超大質量黑洞 就扼殺了一個星系的恆星形成 這一驚人的宇宙景象 發生在宇宙大爆炸後僅僅9億年 它證實了理論預測 即極度發光的黑洞 會通過噴出高速的氣體洪流 來扼殺恆星的形成 理論研究表明 分子氣體外流從早期 就在星系的形成和演化過程中 發揮着重要作用 因爲它們可以調節恆星的形成 該研究的主要作者 在一份聲明中說 類星體是能量特別高的來源 因此我們預計 它們可能會產生強大的外流 這項研究的對象 是一個名爲J20540005的類星體 它是一個位於距離地球 約90億光年的超大質量黑洞 它的質量約爲太陽的10億倍 這個類星體在宇宙大爆炸後 大約10億年被觀測到 也就是說 我們看到的是 它在宇宙年輕時的樣子 這個類星體的亮度 是太陽的1000億倍 它是宇宙中最亮的類星體之一 爲了研究這個類星體 如何影響恆星的形成 並塑造早期星系的形狀 天文學家將位於 智利的阿塔卡瑪大毫米波亞 毫米波陣列望遠鏡的 射電波探測也瞄準了它 ALMA是一組由66個天線 組成的射電望遠鏡 它可以觀測宇宙中的冷氣體和塵埃 揭示宇宙的諸多奧祕 使用ALMA 天文學家發現了 類星體周圍的分子氣體外流 這些氣體主要由氧和氫組成 以每小時約60萬公里的速度向外噴射 這些氣體的總質量 約爲太陽的1000萬倍 它們的溫度高達數千攝氏度 這些氣體的存在表明 類星體正在將周圍的物質 從星系中驅逐出去 阻止了恆星的形成 流出的分子氣體 是在吸收中被發現的 Cellulose 這意味着我們觀測到的微波輻射 並非直接來自歐分子 相反 我們觀測到的輻射 來自明亮的類星體吸收 意味着歐分子 碰巧吸收了類星體的部分輻射 因此 這就像是通過觀察氣體 在光源前投下的影子 來揭示氣體的存在 這項發現 是對宇宙早期歷史的重要見證 它顯示了黑洞和星系之間的 複雜相互作用 以及它們對宇宙的演化的影響 這也是對ALMA的強大能力的展示 它可以探測到遙遠的宇宙現象 爲我們揭開宇宙的奧祕