黑洞間的碰碰球游戲
科學(xué)家對一個(gè)超大質(zhì)量逃逸黑洞(左下角)的定義是它被宿主星系噴射出來后,隨著它穿過星系空間,黑洞將稀薄的氣體壓縮在一起,引發(fā)新星的誕生并因此在黑洞和它的宿主星系間形成一個(gè)長長的星橋。圖源:哈勃·賽特/ 航天局/ 莉亞·胡斯塔克 (STScI).
哈勃·賽特說,在2023年4月6號(hào), 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)20萬光年長的星橋,它熾熱、年輕、含有很多藍(lán)色恒星,它的直徑是我們銀河系的兩倍。這個(gè)位于半個(gè)宇宙外、處于一個(gè)逃逸的超大質(zhì)量黑洞和星系黑洞之間的星橋正在拉伸。天文學(xué)家認(rèn)為黑洞逃逸導(dǎo)致氣體沿著它的尾跡方向壓縮,在壓縮過程中產(chǎn)生了新星和星橋。哈勃·賽特說,之前從未觀測到過這樣的星橋,這個(gè)逃逸黑洞像一個(gè)看不見的怪獸,快速地穿過星際空間,如果它位于我們太陽系,14分鐘內(nèi)就可以從地球到達(dá)月球。
這個(gè)超大質(zhì)量黑洞大約是太陽重量的2000萬倍,在穿過星際空間后留下了人類從未發(fā)現(xiàn)過的20萬光年長尾跡,這條尾跡中含大量新星,像非常罕見的三個(gè)大質(zhì)量黑洞間奇怪的撞球游戲產(chǎn)生的結(jié)果。
耶魯?shù)奶煳膶W(xué)家皮特和他的同事使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了這個(gè)星橋。他們認(rèn)為他們的解釋是合理的,盡管從未有人觀測到過這種星橋。天體物理學(xué)通訊雜志在2023年4月6號(hào)出版了這種黑洞假說的同行評審研究。
一個(gè)有恒星蹤跡的黑洞
哈勃·賽特說,宇宙是如此的變幻莫測,甚至最小的無人注意到的事情也可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。皮特身上就發(fā)生了這樣的的事情。當(dāng)他通過分析哈勃太空望遠(yuǎn)鏡圖片時(shí),他注意到了一個(gè)看起來像是抓破一樣可疑的痕跡。
對于哈勃電子照相機(jī)來說,探測器上顯現(xiàn)的宇宙射線看起來就像一個(gè)“抓痕”,不過一旦對光譜上奇怪的條紋分析后,皮特意識(shí)到它其實(shí)是一個(gè)20萬光年長的年輕藍(lán)色恒星鏈…
相比像宇宙吃豆人一樣的黑洞瘋狂吞噬在其之前的星星。高速黑洞則是向外噴射氣體,在噴射方向上的一片狹長地帶引發(fā)新星的誕生。
范特多姆說,我們認(rèn)為我們看到了在黑洞噴發(fā)的氣體冷卻形成星星的一條尾跡,因此我們觀測到的是黑洞經(jīng)過后導(dǎo)致恒星形成的結(jié)果,就像一條船駛過之后留下的痕跡一樣,我們看到的是黑洞穿過星際空間留下的痕跡。
鑒于這條尾跡的亮度是它宿主星系的一半,可以推測出它含有很多新恒星。
星橋是一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)
范特多姆說,在發(fā)現(xiàn)星橋時(shí),他并不是在觀測黑洞或新恒星,相反,他正在觀測一個(gè)位于矮星系附近的球狀星團(tuán)。“它純粹是偶然發(fā)現(xiàn)的,我當(dāng)時(shí)正在觀察哈勃望遠(yuǎn)鏡拍的圖片,突然注意到圖片上面有些條紋,我當(dāng)時(shí)想,可能是宇宙射線擊中了相機(jī)探測器從而產(chǎn)生了這樣的線性成像,但當(dāng)我們消除宇宙射線的影響后,我們發(fā)現(xiàn)條紋仍然在那,不像我們之前見過的任何東西?!?/p>
因?yàn)檫@個(gè)條紋太過奇怪,范特多姆和他的團(tuán)隊(duì)在夏威夷的W.M.凱克天文臺(tái)又進(jìn)行了地面光譜觀測。觀測結(jié)果相當(dāng)驚人,他發(fā)現(xiàn)這條星橋十分明亮且非常不同尋常。
經(jīng)過這次補(bǔ)充分析,團(tuán)隊(duì)推測出他們觀測到的是一個(gè)黑洞穿過它的宿主黑洞周圍的氣環(huán)時(shí)產(chǎn)生的尾跡。
這張哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的檔案照片捕捉到了一個(gè)奇異的不同尋常的鏈狀物,它被認(rèn)為是哈勃相機(jī)的首次成像偽影。但隨后的太空觀測揭示了它其實(shí)是一條長達(dá)20萬光年的年輕藍(lán)色星鏈。天文學(xué)家認(rèn)為在星橋的頂端存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞(框左下角),在框右上角處黑洞被從宿主星系彈出,它壓縮了尾流中的氣體形成了一連串年輕的藍(lán)色恒星。之前在宇宙中從未觀測到過這種事情,這一不同尋常的事情發(fā)生在宇宙年齡約為當(dāng)前年齡一半的時(shí)候。圖源:國家航空航天局/航天局/皮特 范特多姆(耶魯大學(xué))/約瑟夫·德帕斯夸爾(太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所).
超大質(zhì)量黑洞間的多次碰撞
天文學(xué)家認(rèn)為,黑洞和它由恒星組成的尾跡起源于兩個(gè)星系間的合并,其中每個(gè)星系核心都含有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。
他們認(rèn)為也許這兩個(gè)星系在5千萬年前就開始合并了,因此,位于星系核心的兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞也匯集到一起,形成雙生黑洞。
隨后另一個(gè)中心含超大質(zhì)量黑洞的星系出現(xiàn),在臨近的三個(gè)黑洞中,其中一個(gè)黑洞奪走了另外兩個(gè)黑洞的動(dòng)量,使整體構(gòu)造變得很不穩(wěn)定,當(dāng)?shù)揭欢ㄅR界點(diǎn)時(shí),砰的一聲,這個(gè)黑洞被趕出了宿主星系。
科學(xué)家說,早期的雙生黑洞仍保持完整,或者新闖入的黑洞取代了雙生黑洞其中之一,將其踢了出去。
當(dāng)這個(gè)黑洞朝某個(gè)“被踢出”時(shí),雙生黑洞往相反的方向彈射出去,在宿主星系的另一側(cè)可能會(huì)看到失控的雙生黑洞。
間接證據(jù)是沒有跡象表明在宿主星系核心存在活躍的黑洞。下一步研究準(zhǔn)備通過國家航空航天局的詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X-射線天文臺(tái)的觀測證實(shí)這種關(guān)于黑洞的假說。
未來我們會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的星橋嗎?
像很多天文學(xué)家一樣,科學(xué)家還提到了即將于2027年5月發(fā)射的南希·格雷斯羅馬太空望遠(yuǎn)鏡,它將像哈勃太空望遠(yuǎn)鏡一樣清晰的同時(shí),可通過廣角試圖看宇宙。作為一個(gè)測量望遠(yuǎn)鏡,在羅馬觀測點(diǎn)也許能發(fā)現(xiàn)宇宙中更多這種稀有的、看起來不太真實(shí)的星星條紋。這也許需要使用那些善于在大量其他天文數(shù)據(jù)的海洋中發(fā)現(xiàn)特定形狀的算法進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。
概要:科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長達(dá)20萬光年長的年輕藍(lán)色星鏈-一個(gè)位于半個(gè)宇宙遠(yuǎn)處的星橋-連接著一個(gè)逃逸黑洞和它逃離的宿主星系。
BY:Deborah Byrdand
FY: 雜七八糟嘿
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