紅色類星體已被證明是被宇宙塵埃籠罩的年輕活躍星系的一部分

天文在線 2024-04-11 21:30:58

天文學家發現數千個活躍的帶有強大無線電信號的紅色星系核心

被宇宙塵埃籠罩的紅色類星體相較無塵埃的藍色類星體會産生更強的無線放射,科學家說,這些現象表明繞著超大質量黑洞的新一代更年輕活躍的星系最近開始超速轉動。

“關于紅色類星體仍然有很多未解之謎,例如是否是由于黑洞風或無線電的噴流最終導致了紅色類星體強烈的無線放射性。”作出這個發現的新研究的主要作者以及英國紐卡斯爾大學的一名天文學家維多利亞·福西特在一份聲明中說。

然而,福西特認爲我們即將理解這些不可思議奇迹的本質。

一個類星體是一個活躍星系中最活躍的中心區域,由一個可吞噬巨量物質的超大質量黑洞驅動。這些物質圍繞黑洞形成氣體盤,即吸積盤,溫度可達數百萬度並會釋放出猛烈的輻射風。與此同時,磁准直射流從吸積盤向外發射。

類星體是如此的明亮以至于亮度遠超過它們宿主星系集體發出的星光,因此可以在整個宇宙中看到。

大部分類星體外觀呈現藍色,這是由熱吸積盤放射出的光和紫外線造成的。然而一部分類星體卻呈現爲紅色。爲了理解這些紅色類星體,福西特和同事通過位于亞利桑那州基特峰國家天文台梅耶爾望遠鏡上的DESI(暗能量光譜儀)觀測了近35000個類星體樣本。

福西特小組在收集的樣本中發現了3038個紅色類星體。與LOFAR(低頻陣列)兩米巡天(LoTSS)的射電天文學數據進行交叉比對後,他們證實了大部分紅色類星體正在發射出強烈的無線電波。

呈現紅色是源自塵埃的存在,塵埃吸收更短更藍的波長,但不吸收更長更紅的波長,因此紅色類星體必定被籠罩在由微米級小顆粒組成的宇宙塵埃中。

“看到DESI數據的驚人質量以及發現數千個罕見的紅色類星體真的很令人興奮,”福西特說。“我認爲迄今爲止這是一個可以證明紅色類星體是研究星系演化的一個關鍵因素的強有力證據。”

因爲從類星體傾瀉出的輻射和周圍塵埃層間的相互作用,紅色類星體會比藍色類星體放射出更強的無線電波。隨著射電流進入塵埃,它們激活塵埃中的分子促使無線電波的放射。隨著時間流逝,由饑餓進食巨量物質的超大質量黑洞的能量驅動的射電流噴射將會把紅色類星體周圍的塵埃吹走,留下一個僅能放射微弱無線電波的裸露藍色類星體。福西特稱這個過程爲“‘井噴’階段”。

因此,當天文學家看到一個紅色類星體,就等同于他們就看到了一個比藍色類星體更年輕的類星體。

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紅色類星體代表一種更年輕的類星體這一事實,填補了一直以來我們對星系如何發展演化的理解中一塊重要的空白區域。人們認爲大多星系都曾經曆過類星體階段,位于類星體中心的超大質量黑洞的質量,和屬于類星體宿主星系膨脹的質量之間存在一種可觀測的關系。換句話說,類星體的活躍似乎可以幫助增加一個星系的質量。

類星體塵埃的起源也許是這個過程的一個副産品。宇宙塵埃是恒星死亡時産生的,恒星死亡要麽爆炸産生了超新星,要麽以及其安靜的方式脫去外層部分形成行星狀星雲。無論哪種方式,類星體周圍灰塵的出現都表明它曾經經曆過一次恒星爆發期-一個恒星極速誕生的激烈時期,其中很多恒星現在已死亡。恒星爆發在活躍的星系中比較常見,特別是那些經曆過星系合並的星系,星系合並是指大質量分子星雲碰撞産生的過程。

這項研究于9月13日發表在《皇家天文學會月報》上。

BY:Keith Cooper

FY: 雜七八糟嘿

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