黑洞被認(rèn)為吞噬了太多的周圍物質(zhì)，以至于它們終結(jié)了宿主星系的生命。在這個(gè)過程中，黑洞創(chuàng)造了一種被稱為類星體的高能量天體，此前人們認(rèn)為類星體可以阻止恒星的誕生?，F(xiàn)在，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能夠在類星體“貪婪”吞噬力量中幸存下來的星系：幸存原因是持續(xù)誕生新的恒星（每年大約有100顆太陽(yáng)大小的恒星）。紅外天文平流層天文臺(tái)（SOFIA）的這一發(fā)現(xiàn)可以解釋，盡管宇宙由不再形成恒星的星系主導(dǎo)，星系也變得如此龐大。
其研究成果發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上，這項(xiàng)研究的合著者、堪薩斯州勞倫斯大學(xué)助理教授艾莉森·柯克帕特里克(Allison Kirkpatrick)說：這向我們表明，活躍黑洞的增長(zhǎng)并不會(huì)立即阻止恒星的誕生，這與目前所有的科學(xué)預(yù)測(cè)相悖，這促使我們重新思考關(guān)于星系演化的理論。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）和德國(guó)航空航天中心（DLR）的聯(lián)合項(xiàng)目索非亞（Sofia）研究了一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的星系，該星系距離我們超過52.5億光年，名為CQ4479。
它的核心是新發(fā)現(xiàn)的一種特殊類型類星體，稱為“冷類星體”。在這種類星體中，活躍的黑洞仍然在享用來自其宿主星系的物質(zhì)，但類星體的強(qiáng)烈能量并沒有破壞所有冷氣體，所以恒星可以繼續(xù)形成，星系繼續(xù)存在。這是天文學(xué)家第一次對(duì)冷類星體進(jìn)行詳細(xì)觀察，直接測(cè)量黑洞的生長(zhǎng)、恒星的誕生速度，以及為星系提供燃料的冷氣剩余量。這項(xiàng)研究的主要作者、堪薩斯州勞倫斯市堪薩斯大學(xué)博士后研究員凱文·庫(kù)克(Kevin Cooke)說：
我們很驚訝地看到另一個(gè)古怪的星系，這與當(dāng)前的理論相悖。如果這種連續(xù)增長(zhǎng)繼續(xù)下去，黑洞及其周圍的恒星在星系壽命結(jié)束前都將擴(kuò)大兩倍。類星體作為宇宙中最明亮、最遙遠(yuǎn)的物體之一或稱“準(zhǔn)恒星射電源”，是出了名的難以觀測(cè)，因?yàn)樗鼈兂３１戎車囊磺卸奸W耀著光芒。當(dāng)一個(gè)特別活躍黑洞消耗其周圍星系的大量物質(zhì)，產(chǎn)生強(qiáng)大的引力時(shí)，它們就形成了。隨著越來越多的物質(zhì)越來越快地向黑洞中心旋轉(zhuǎn)，這些物質(zhì)被加熱并發(fā)出明亮的光。
類星體產(chǎn)生的能量如此之大，以至于它經(jīng)常讓周圍的一切都黯然失色，讓觀察其宿主星系的嘗試變得盲目。目前的理論預(yù)測(cè)，這種能量會(huì)加熱或排出創(chuàng)造恒星所需的冷氣，阻止恒星的誕生，并對(duì)星系的生長(zhǎng)造成致命打擊。但索非亞項(xiàng)目的觀測(cè)揭示，星系恒星誕生有一段相對(duì)較短的時(shí)間，而黑洞的盛宴仍在繼續(xù)，為類星體的強(qiáng)大能量提供動(dòng)力。索非亞研究項(xiàng)目沒有直接觀測(cè)新生的恒星，而是用它9英尺望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到了恒星形成過程中被加熱塵埃發(fā)出的紅外線。
利用索非亞項(xiàng)目高分辨率機(jī)載寬帶相機(jī)（HAWC+）收集的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們能夠估計(jì)出過去1億年來恒星形成的數(shù)量。這讓研究人員看到了這段短暫的時(shí)間窗口，在這段時(shí)間里，這兩個(gè)過程可以共存。這是唯一一臺(tái)能夠在不被強(qiáng)烈發(fā)光的類星體淹沒情況下研究這個(gè)星系中恒星誕生的望遠(yuǎn)鏡。黑洞和恒星同時(shí)生長(zhǎng)的短暫窗口，代表了星系滅亡的早期階段，在這個(gè)階段，星系還沒有屈服于類星體的毀滅效應(yīng)。研究需要繼續(xù)索非亞項(xiàng)目的研究，以了解其他許多星系在最終到達(dá)生命終結(jié)之前是否會(huì)經(jīng)歷類似的黑洞和恒星生長(zhǎng)階段。
博科園｜研究/來自：堪薩斯大學(xué)
參考期刊《天體物理學(xué)》
DOI：10.3847/1538-4357/abb94a
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