天文学家首次目睹了一场剧烈的宇宙碰撞,其中一个星系用强烈的辐射穿透另一个星系。他们的研究结果今天发表在《自然》杂志上,表明这种辐射抑制了受伤星系形成新星的能力。这项新研究结合了来自欧洲南方天文台的大型望远镜(ESO的VLT)和阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的观测,揭示了这一星系战斗的所有详细情况。
在宇宙的遥远深处,两座星系正陷入一场惊心动魄的战争。它们以每小时500公里的速度不断冲向对方,处于剧烈碰撞的轨道上,仅在相撞前擦身而过,然后撤退再次准备进攻。“因此我们称这个系统为‘宇宙的骑士比武’,”研究共同负责人、法国巴黎天体物理研究所和智利法智天文实验室的研究员帕斯基尔·诺特达梅说,并将其与中世纪运动进行比较。但这些星系骑士并不完全绅士,其中一个有非常不公平的优势:它使用类星体用辐射之矛刺穿对手。
类星体是一些遥远星系的亮核,受超大质量黑洞驱动,释放出大量辐射。类星体和星系合并在宇宙的最初几十亿年中曾经更为常见,因此为了观察它们,天文学家通过强大的望远镜窥探遥远的过去。这场“宇宙骑士比武”的光已经花费了超过110亿年的时间抵达我们,因此我们看到的是宇宙在其当前年龄的18%时的样子。
“在这里,我们首次看到类星体辐射对一个正常星系内部气体结构的直接影响,”研究共同负责人、俄罗斯圣彼得堡伊欧菲研究所的研究员谢尔盖·巴拉舍夫解释说。新的观测表明,类星体释放的辐射干扰了正常星系中的气体和尘埃云,只留下最小、最致密的区域。这些区域可能太小而无法形成恒星,留下的受伤星系在剧烈的转变中失去了更多的恒星形成地。
但这个星系受害者并非唯一被转变的。巴拉舍夫解释说:“这些合并被认为会带来大量气体到位于星系中心的超大质量黑洞。”在这场宇宙骑士比武中,新燃料的储备被带到了为类星体提供能量的黑洞附近。随着黑洞进食,类星体可以继续进行有害的攻击。
这项研究使用了ALMA和位于智利阿塔卡马沙漠的ESO VLT上的X-shooter仪器进行。ALMA的高分辨率帮助天文学家清楚地区分了两个合并的星系,由于它们离得太近,之前的观测中看起来像一个单一的物体。通过X-shooter,研究人员分析了类星体的光线如何穿过正常星系。这使团队能够研究在这场宇宙之战中,正常星系如何受到类星体辐射的影响。
使用更大、更强大的望远镜进行的观测能够揭示更多关于此类碰撞的细节。正如诺特达梅所说,一个像ESO极大望远镜这样的望远镜“肯定会让我们深化对这一及其他系统的研究,以更好地理解类星体的演化及其对宿主和邻近星系的影响。”