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黑洞犹如癌细胞 可提前让星系凋零

黑洞犹如癌细胞 可提前让星系凋零

  腾讯科学讯一般来讲,当星系最终耗尽生成新恒星的气体和尘埃时,就意味着衰老和死亡,但一些星系却会“早期夭折”。它们比演化模型预测的停止新生恒星的时间要早数亿年,天文学家仍未完全了解星系提前衰老的原因,但一项新研究表明,星系中间存在活跃的黑洞可能是其中一个主要原因。

  研究人员利用无线电望远镜详细观察了 4 个椭圆星系,这些星系明显处于从充满新恒星向只有数颗恒星的过渡期。这些星系位于地球 2.75 亿光年~3.75 亿光年之间。研究人员表示,这些星系似乎都散尽了生成新恒星所需要的巨大气体,但研究人员尚不知晓其背后原因究竟是什么。这些气体可能并非是因为与其他星系的相互作用而被丢掉,因为它们在宇宙中相对孤立。

  以编号为 J0836 的星系为例,星系附近的大量冷氢气被该星系中的巨大黑洞吹离了原地。这些气体倾向于处在无线电波中产生强烈辐射的物质的路径上,这标志着气体可能曾被驱逐出母星系,当时该星系中间的黑洞比如今活跃得多。该研究结果近日发表在《皇家天文学会月报》上。

  延伸阅读:黑洞的形成与演化

  恒星是依靠其中心的核燃烧来对抗自身的强大重力的,一旦其所能燃烧的核燃料耗尽,核心物质会在自引力的作用下发生坍缩。根据恒星质量的不同,最终命运也会不同:

  一般来讲,质量小于 9 倍太阳质量的恒星,在生命结束的时候,首先膨胀成为一颗巨大的红巨星,向星际抛射大量气体物质,经过多次抛射,平静下来以后,最终核心物质的质量会在 1.4 个太阳质量以下,形成为一颗“白矮星”,年轻的白矮星被美丽的行星状星云所包围。据此,我们的太阳最终会形成一颗白矮星。

  质量大于 9 倍、小于 25 倍太阳质量的恒星,在生命结束的时候,也会膨胀成为一颗巨大的红巨星,向星际抛射大量气体物质,然后由于最终核心物质的质量仍然超过了 1.4 个太阳质量的临界质量,核心物质发生猛烈坍缩,释放出大量能量,把恒星的巨大外层物质猛烈抛射出去,这就是著名的超新星爆发事件。同时,核心物质坍缩成了密度极大的“中子星”。

  质量大于 25 倍太阳质量的恒星在生命的终点,经过气体抛射阶段后,核心物质仍然如此之重(大于 3 倍太阳质量),以至于没有任何力量能与自身强大的重力想抗衡,最终核心物质掉入无尽的深渊——黑洞形成。如果其前身星的旋转轴朝向地球,那么人类就会观测到“伽玛射线爆发”(GRBs),因此,可以说“伽马射线爆发”是黑洞诞生的第一声啼哭!

  当代天文学发现,宇宙中存在有“超大质量黑洞”(SMBH),达到从几百到几十亿个太阳质量不等。超大质量黑洞的形成有很多模型。最基本的模型是,恒星级黑洞经过长期吞噬物质,质量逐渐增大所形成;还有一类模型是“致密星团”(dense stellar cluster)发生引力坍缩形成超大质量黑洞。天文学中的“类星体”、“活动星系核”以及“射电星系”都与超大质量黑洞吸积物质的高能活动有关。

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