■ 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(tuán)后面，這時(shí)他們認(rèn)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(guò)對(duì)200多個(gè)遠(yuǎn)方的星系進(jìn)行X射線和紅外線觀測(cè)，結(jié)合在可見(jiàn)光狀態(tài)下拍攝的圖像，結(jié)果顯示當(dāng)兩個(gè)星系互相碰撞，其中心的黑洞融合在一起的時(shí)候，類星體就形成了。這些新觀測(cè)還表明，早期宇宙中的類星體更為常見(jiàn)，這一點(diǎn)是始料不及的。

天文學(xué)家們?cè)?0世紀(jì)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(yǔ)。類星體僅僅相當(dāng)于我們太陽(yáng)系的大小，可是它們可以輕而易舉地照亮整個(gè)星系，可

以燃燒1億年。然而幾十年來(lái)，天文學(xué)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(biāo)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(méi)有產(chǎn)生類星體。

或許，較為年輕的類星體隱匿起來(lái)了！至少在20世紀(jì)90年代末期，天文學(xué)家們就開(kāi)始那樣認(rèn)為了。當(dāng)時(shí)，他們注意到一些星系的核心被巨大的塵埃云團(tuán)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(xué)的天文學(xué)

家伊齊基爾·特雷斯特及同事，首先從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍下的10萬(wàn)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(yuǎn)鏡和斯必澤太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)這些星系被遮擋的核心，這兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡分別可以在X射線和紅外線狀態(tài)下進(jìn)行拍攝。這些目標(biāo)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(shí)候。不久前，研究小組在《科學(xué)》雜志在線版上報(bào)道說(shuō)，這些新的觀測(cè)顯示，每個(gè)星系中都有隱藏的類星體。通過(guò)研究哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍下的圖像顯示出來(lái)的星系形狀，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)類星體全部產(chǎn)生于兩個(gè)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(huà)面?！巴蝗婚g，這一切變得很有道理?！币敶髮W(xué)的天文學(xué)家、研究論文的合作者普里亞姆瓦達(dá)·那塔拉印說(shuō)。她解釋說(shuō)，當(dāng)兩個(gè)大型星系合并之時(shí)，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(dāng)于幾十億個(gè)太陽(yáng)，開(kāi)始吞噬附近的一切。在長(zhǎng)達(dá)1億年的時(shí)間里，這種活動(dòng)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(jìn)入太空。再過(guò)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(dāng)于10億個(gè)太陽(yáng)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?yàn)楫?dāng)時(shí)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(lái)天文學(xué)家們一直不相信被遮擋的類星體是很普遍的。他說(shuō)：“現(xiàn)在看來(lái)，它們隨處可見(jiàn)?！?/p>

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的天文學(xué)家艾米·巴杰說(shuō)，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(rèn)識(shí)。馬里蘭大學(xué)帕克分校的天文學(xué)家克里斯托佛·雷諾補(bǔ)充說(shuō)，被遮擋的類星體是星系合并的副產(chǎn)品，這個(gè)觀念已經(jīng)存在了好長(zhǎng)時(shí)間?！叭欢ㄟ^(guò)那些被遮擋的類星體總是能夠跟蹤到星系的合并，”他說(shuō)，“這意味著被遮擋的類星體不會(huì)擁有多少其他的形成機(jī)制?！?/p>

（李笑宇 插畫(huà)）