简介:贝拉迪塔和她的合着者通过发现blazars证实了宇宙生命的前10亿年里,存在着大量发射强大相对论喷流的超大质量黑洞。
宇宙大爆炸9亿年后,它出现了。
图像显示了从离太阳系不远的天鹅座A星系中心喷射出来的喷流。有论文指出在一个十分遥远的古代星系,天文学家观察到了相似的现象。天文学家在地球捕获到了该古老星系中心的超大质量黑洞发射的一束相当明亮的喷流,这喷流看起来像为黑洞穿上了一件闪亮的外衣。
(图片:©NRAO)
大爆炸后9亿年,在宇宙最早的星系时代,已经有一个相当于10亿倍太阳大小的黑洞。这个黑洞吸收了大量的电离气体,形成了一个星系引擎,被称为“火焰”(blazar),它将一股超热的明亮物质喷射到太空中。在地球上,我们仍然可以探测到120多亿年后那次爆炸产生的光波。
天文学家先前发现的证据表明,在稍微年轻一点的“辐射噪声活跃星系核”(RL AGNs)中存在着原始的超大质量黑洞。RL agn是具有核心的星系,通过射电望远镜可以看到它格外明亮,这被认为是它们包含超大质量黑洞的证据。Blazars是一种独特的RL AGN,它向相反的方向喷出两束“相对”(接近光速)物质。这些喷射流发出许多不同波长的窄光束,只有当它们对准地球时,天文学家才能在如此遥远的距离上探测到它们。布拉扎尔的新发现将最古老的超大质量黑洞的确定日期提前到了宇宙历史的头10亿年,这表明在那个时代还有其他类似的还没有被发现的黑洞。
“因为这个发现,我们能够说,在生命的第一个几十亿年的宇宙中,存在大量的非常巨大的黑洞发出强大的相对的喷流,”米兰意大利国家天体物理研究所(INAF)的西尔维亚博士在一份声明中说,他是一篇有关布拉扎的新论文的合着者。
西尔维亚和她的合着者的发现证实了blazars存在于宇宙历史上一个被称为“再电离”的时代,那是在大爆炸后漫长的黑暗时代之后的一段时间,那时第一批恒星和星系开始形成。
论文作者写道,这个发现表明还有许多其他的行星等待发现。如果在宇宙的早期阶段只有一颗布拉扎星存在,它的狭窄可见的光束就刚好射向了地球,这也太巧了。更有可能的是,当时有许多这样的喷流指向各个方向,其中有一个碰巧到达了地球。
论文还写道,这些喷流是超大质量黑洞的种子,这些超大质量黑洞孕育着今天宇宙中大型星系的核心,包括银河系中心相对安静的超大质量黑洞——人马座A*。
“研究喷流是非常重要的。对于每一个观测到的光波,其实总有和其相似的大量其他光波,但大多数光波都有不同的方向导致其能量太弱而无法直接观测。”西尔维亚说。
这些信息帮助天体物理学家重建宇宙早期的巨型黑洞。
相对论性喷流
相对论性喷流。在AGN周围的环境中,相对论性等离子体被准直成喷流,喷流沿着超大质量黑洞的极点逃逸。
相对论性喷流是非常强大的等离子体喷流[2],其速度接近一些活动星系(特别是射电星系和类星体)的中心黑洞、恒星黑洞和中子星发射的光速。它们的长度可以达到数千[3]甚至数十万光年。如果射流速度接近光速,狭义相对论的影响十分明显;例如,相对论光束将改变表观光束亮度(见下面的“单边”喷流)。在科学界,喷流[5][6]的形成和喷流[7]的组成仍然是一个有很多争议的问题。关于喷流成分的结论可能不同;一些研究倾向于这样一种模型,即喷流是由原子核、电子和正电子的电中性混合物组成,而另一些研究则认为其主要由正电子等离子体组成。
哈勃太空望远镜拍摄到的椭圆星系M87发射出相对论性喷流。
巨大星系的中心黑洞拥有最强大的喷流。类似规模小得多的喷流来自中子星和恒星黑洞。这些系统通常被称为微类星体。一个例子是SS433,其观测到的喷射速度为0.23c,尽管其他微类星体的喷射速度似乎要高得多(但测量数据并不是很准确)。甚至更弱、更少的相对论性喷流可能与许多双星系统有关;这些喷射流的加速机制可能类似于在地球磁层和太阳风中观察到的磁重联过程。
天体物理学家的认同的普遍假设是,相对论性喷流的形成是解释伽马暴产生的关键。这些喷流的洛伦兹系数约为100或更高(即速度约为0.99995c),是目前已知速度最快的太空物质之一。
作者: Rafi Letzter - Staff Writer
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自:/early-universe-black-hole-blazar-galaxy-discovey.html
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