星系碰撞創(chuàng)造了類星體

■ 胡德良

星系碰撞創(chuàng)造了類星體

■ 胡德良

研究人員將視線深入到由宇宙氣體和塵埃構(gòu)成的濃密云團后面，這時他們認為終于確定了類星體的起源。類星體是宇宙間最為明亮、最具威力的天體。通過對200多個遠方的星系進行X射線和紅外線觀測，結(jié)合在可見光狀態(tài)下拍攝的圖像，結(jié)果顯示當兩個星系互相碰撞，其中心的黑洞融合在一起的時候，類星體就形成了。這些新觀測還表明，早期宇宙中的類星體更為常見，這一點是始料不及的。

天文學家們在20世紀50年代發(fā)現(xiàn)了類星體，類星體是“類似恒星的天體”之縮略語。類星體僅僅相當于我們太陽系的大小，可是它們可以輕而易舉地照亮整個星系，可

以燃燒1億年。然而幾十年來，天文學家們不明白是什么創(chuàng)造了這些宇宙明燈。最明顯的懷疑目標就是超大質(zhì)量的黑洞，它們幾乎穩(wěn)居在所有星系的中心，可以吞噬大量的物質(zhì)，它們能夠產(chǎn)生巨大的粒子和能量射流。但是很多星系包括銀河系在內(nèi)，都擁有超大質(zhì)量的黑洞，然而并沒有產(chǎn)生類星體。

或許，較為年輕的類星體隱匿起來了！至少在20世紀90年代末期，天文學家們就開始那樣認為了。當時，他們注意到一些星系的核心被巨大的塵埃云團所遮掩，但所釋放出的射線似乎跟類星體一樣，散發(fā)出的能量水平也近似于類星體。

為了觀察到塵埃后面的情況，檀香山夏威夷大學的天文學

家伊齊基爾·特雷斯特及同事，首先從哈勃太空望遠鏡拍下的10萬張圖像中選擇了大約200張圖像。然后，他們將錢德拉太空望遠鏡和斯必澤太空望遠鏡對準這些星系被遮擋的核心，這兩個望遠鏡分別可以在X射線和紅外線狀態(tài)下進行拍攝。這些目標星系的距離范圍延伸到大約110億光年之外——返回到宇宙僅有27億歲的時候。不久前，研究小組在《科學》雜志在線版上報道說，這些新的觀測顯示，每個星系中都有隱藏的類星體。通過研究哈勃太空望遠鏡拍下的圖像顯示出來的星系形狀，天文學家們發(fā)現(xiàn)類星體全部產(chǎn)生于兩個巨型星系及其中心黑洞的合并。

綜合考慮，這些資料描繪了類星體形成的畫面?！巴蝗婚g，這一切變得很有道理?！币敶髮W的天文學家、研究論文的合作者普里亞姆瓦達·那塔拉印說。她解釋說，當兩個大型星系合并之時，它們的超大質(zhì)量黑洞也結(jié)合在一起。新形成的黑洞質(zhì)量相當于幾十億個太陽，開始吞噬附近的一切。在長達1億年的時間里，這種活動被星系合并激起的塵埃所遮蔽。但是，黑洞最終吞噬了足夠的塵埃，從兩極爆發(fā)出高能而明亮的粒子射流，射流破塵而出，進入太空。再過1億年之后，類星體耗盡自己的燃料，逐漸變

暗，成為質(zhì)量大約相當于10億個太陽的普通黑洞。

在早期宇宙中，星系碰撞以及因此而形成類星體的情況發(fā)生得更加頻繁，因為當時星系之間的距離要接近得多。伊齊基爾·特雷斯特表示，多年來天文學家們一直不相信被遮擋的類星體是很普遍的。他說：“現(xiàn)在看來，它們隨處可見。”

威斯康星大學麥迪遜分校的天文學家艾米·巴杰說，這些發(fā)現(xiàn)為類星體的形成和演化方面提供了深刻的認識。馬里蘭大學帕克分校的天文學家克里斯托佛·雷諾補充說，被遮擋的類星體是星系合并的副產(chǎn)品，這個觀念已經(jīng)存在了好長時間?！叭欢?，通過那些被遮擋的類星體總是能夠跟蹤到星系的合并，”他說，“這意味著被遮擋的類星體不會擁有多少其他的形成機制。”

（李笑宇 插畫）