類星體吹出的超級星系風(fēng)

■ 伯納德·弗因

美國航空航天局錢德拉X射線天文臺的新數(shù)據(jù)，也許提供了類星體“點亮”過程的線索。

錢德拉在二個遙遠(yuǎn)類星體周圍觀測到了發(fā)射著X射線的高溫區(qū)域，它們被認(rèn)為是在類星體活動的過程中形成的。這些特征出現(xiàn)在距離中心的超大質(zhì)量黑洞上萬光年的地方，科學(xué)家認(rèn)為正是這種黑洞驅(qū)動了類星體的活動。

“這些X射線特征很可能是激波，也許是大約40億年前類星體點亮過程的直接結(jié)果?！泵绹耐拇髮W(xué)的艾倫·斯托克頓說。

這二個類星體沒有顯示出周圍更大的高溫氣體包層存在的證據(jù)，這些觀測到X射線輻射的區(qū)域也沒有與類星體的射電波關(guān)聯(lián)在一起。這些事實排除了一些可能的解釋，例如這團(tuán)發(fā)射著X射線的氣體云是正在冷卻的高溫星系際氣體，或者它們正在被類星體的高能噴流加熱。“對我們觀測的最佳解釋是：劇烈爆發(fā)的恒星形成活動，或者類星體本身的活動，驅(qū)趕著巨量的氣體以極高的速度逃離類星體的寄主星系。”付海說。他是這項研究的合作者之一，同樣來自于夏威夷大學(xué)。

計算機(jī)模擬了二個星系相撞時的恒星形成和黑洞增長過程，結(jié)果與觀測相符。模擬顯示，星系的合并將氣體驅(qū)趕到中心區(qū)域，在那里引發(fā)了大規(guī)模爆發(fā)的恒星形成，并且為中心黑洞的成長提供了燃料。

流經(jīng)黑洞的氣體在被吞噬之前會釋放出龐大的能量，一個類星體就這樣誕生了。類星體的能量輸出使周圍的整個星系相形見絀，它還會將星系中的氣體向外驅(qū)散，形成所謂的超級星系風(fēng)。錢德拉的數(shù)據(jù)為類星體產(chǎn)生的超級風(fēng)提供了迄今最佳的證據(jù)。

經(jīng)過大約1億年的時間，超級風(fēng)將驅(qū)散星系中心區(qū)域的所有氣體，使恒星形成和黑洞的增長都平息下來。這時，類星體階段就會結(jié)束，星系將恢復(fù)到一個相對平靜的狀態(tài)之中。當(dāng)一個較小的衛(wèi)星星系被大星系俘獲，為本來處于休眠狀態(tài)的超大質(zhì)量黑洞提供了食物時，星系的這種寧靜就會再次被打破。

美國航空航天局的馬歇爾太空飛行中心負(fù)責(zé)管理錢德拉項目，史密森天體物理觀測臺為其提供科學(xué)支持，并且控制它的飛行狀態(tài)。