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利用哈勃太空望遠鏡的獨特能力，由弗吉尼亞理工大學Nahum Arav領(lǐng)導的天文學家團隊，發(fā)現(xiàn)了宇宙中有史以來最高能量的射流。這些射流出來自類星體，撕裂星際空間，類似于地球上的海嘯，對類星體所在的星系造成了嚴重破壞。類星體是遙遠星系中明亮而致密的核心，類星體亮度可以達到宿主星系（通常由數(shù)億顆恒星組成）的1000倍。
弗吉尼亞理工大學理工學院物理系教授Nahum Arav說：中心引擎是超大質(zhì)量黑洞，充斥著不斷涌入的塵埃、氣體和恒星。類星體是黑洞吞噬物質(zhì)時產(chǎn)生的，因此會發(fā)出強烈的輻射，在來自黑洞熾熱輻射壓力的推動下，沖擊性爆炸將物質(zhì)從星系系中心噴出，加速到光速的幾個百分點。這些外流對于理解星系的形成至關(guān)重要，它們每年推動數(shù)百個太陽質(zhì)量的物質(zhì)。
這些流出物質(zhì)攜帶的機械能比整個星系的光度高出數(shù)百倍，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學》期刊上。Nahum Arav的研究團隊包括來自弗吉尼亞理工大學的博士后研究員蒂莫西·米勒(Timothy Miller)和博士生徐新峰，以及馬里蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science Institute)的杰拉德·克里斯(Gerard Kriss)和瑞秋·普萊莎(Rachel Plesha)。
類星體風在星系的圓盤上擴散，猛烈地席卷著原本會形成新恒星的物質(zhì)。根據(jù)這項研究，輻射推動氣體和塵埃的距離比科學家之前認為的要遠得多，造成了整個星系系的事件。當這場宇宙海嘯猛烈撞擊星際物質(zhì)時，它的溫度飆升到數(shù)十億度，物質(zhì)主要在X射線中發(fā)光，但也廣泛地覆蓋了整個光譜，任何目擊這一事件的人都會看到一場奇妙的煙花表演。首先會受到X射線和伽馬射線的大量輻射，然后會滲透到可見光和紅外光中。
觀察者會看到一場巨大的燈光秀，就像星系里的圣誕樹一樣。星系演化的數(shù)值模擬表明，這樣的外流可以解釋一些重要的宇宙學難題，比如為什么天文學家在宇宙中觀測到的大型星系如此之少，為什么星系的質(zhì)量與其中心黑洞質(zhì)量之間存在關(guān)系。這項研究表明，強大的類星體外流在早期宇宙中應(yīng)該很普遍。哥倫比亞大學和普林斯頓大學的著名宇宙學家耶利米·P·奧斯特萊克(Jeremiah P.Ostriker)說：
幾十年來，理論家和觀察者都知道，有一些物理過程會阻止大質(zhì)量星系的恒星形成，但這個過程的性質(zhì)一直是個謎。把觀測到的流出數(shù)據(jù)放入模擬中，可以解決星系演化中這些懸而未決的問題。除了測量迄今觀測到能量最高的類星體外，研究小組還發(fā)現(xiàn)另一種流出速度比其他任何一種都要快，在三年的時間里，從每小時近4300萬英里增加到大約4600萬英里?？茖W家們相信，隨著時間的推移，它的加速度將繼續(xù)增加。
數(shù)據(jù)中有如此之多的發(fā)現(xiàn)，讓研究人員感覺自己就像是糖果店里的孩子。天文學家通過觀察發(fā)光氣體發(fā)出光的光譜“指紋”，能夠計算出氣體被類星體風加速的驚人速度。哈勃紫外數(shù)據(jù)表明，由于氣體在空間中的快速運動，這些吸收特征在光譜中發(fā)生了移動。這是由于多普勒效應(yīng)，物體的運動會壓縮或伸展光的波長，這取決于它是靠近還是遠離我們。美國宇航局表示：只有哈勃太空望遠鏡具有超高的紫外線敏感度，可以獲得這一發(fā)現(xiàn)的必要觀測。
博科園｜研究/來自：Virginia Tech
參考期刊《天體物理學》
DOI: 10.3847/1538-4365/ab66af
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