有史以來最明亮的星系: 發出比300兆顆太陽還亮的光!

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在這個遙遠的星系,一個貪婪的黑洞正在狼吞虎嚥地吃星系食物。它的狂食產生了相當多的能量,大量的能量擾動著氣體,橫跨整個星系。

加州帕薩迪納(Pasadena)噴射推進實驗室,發表於2016年1月15日(星期五)

上圖為藝術家所描繪的一個名為W2246-0526星系,為已知宇宙最明亮的星系。新的研究認為有擾流氣體遍及該星系,為同類星系的第一例。
NRAO/AUI/NSF; Dana Berry/SkyWorks; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

任職於智利聖地亞哥市帝亞哥波塔勒斯大學(Universidad Diego Portales in Santiago, Chile)的Tanio Diaz-Santos說:"它像一鍋沸騰的水,被放置於中心處的核子反應爐加熱著。"

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根據從美國國家航空暨太空總署(NASA)廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)所收集的資料,經彙整後在2015年所發表的研究,這個名為W2246-0526的星系,是已知宇宙最明亮的星系;意味著在宇宙所有的星系中,它的功率輸出(power output)最大。如果把所有的星系放在與我們(地球)距離相等的位置,它會是最明亮的星系。

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新的研究調查顯示,這個星系也噴射出巨量的擾流氣體, 一個過去從未在這類星系所看到的現象。

“這個星系正在把自己撕碎",任職於帝亞哥波塔勒斯大學的Roberto Assef說:"寄存在氣體裡的光粒子(particles of light)的動量和能量是如此之大,它們正在把氣體從各個方向向外推出"。

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利用亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列(ALMA),天文學家們發現大量的離子化碳元素處於擾動不安定的狀態,遍及整個星系;這個星系是在大爆炸(Big Bang)後,大約剛超過10億年所形成。

在這個星系中心,成長中的超大質量黑洞(supermassive black hole)很可能是造成擾動不安定的引擎。當黑洞的重力吸入周圍的氣體及其他物質,這些原素在黑洞周圍形成一個稱為吸積盤(accretion disk)的結構。來自這個吸積盤的摩擦力,產生了強烈的光亮度,造成這個星系發出超過300兆顆的太陽聚集在一起所發出的光。

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位於W2246-0526星系中心的黑洞事件視界(event horizon),被認為只有W2246-0526星系規模的百萬分之一,但是由該黑洞吞沒物質時所發射的能量,讓受影響的氣體長達數千光年之遙。

然而,圍繞在超大質量黑洞周圍的氣體,之前就被偵測到擾動不安定現象,例如,在一些鄰近的、擁有活躍星系核(active galactic nuclei)的明亮星系的星系中心附近,那裡的風被發現流向一些特定的方向,這是第一次大量的擾流氣體被發現橫跨整個星系。

任職於美國加州帕薩迪納(Pasadena)噴射推進實驗室的Peter Eisenhardt說:"沸騰的氣體不在吸積盤(accretion disk)內,整個星系正在被擾動著。"

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研究人員不確定這些氣體是否被強有力地推開並足以完全地離開星系,或者終究會再掉落回星系。

Assef說:"一個很可能的結果是星系會把在所有它周圍的氣體和塵埃炸開,而我們會看到沒有塵蓋的吸積盤,我們稱之為類星體(quasar)。"

這個星系是一個被稱為高溫塵蔽星系(Hot, Dust-Obscured Galaxies )或是熱狗(Hot DOGs)的稀有物體的一個例子。高溫塵蔽星系是強有力的星系,其中心存在著超大質量黑洞。廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)所觀測到的星系,每三千個只有一個是屬於這一類星系。

廣域紅外線巡天探測衛星(WISE)的任務是發現這類星系所不可或缺的,因為星系被塵埃所遮蔽,使得可見光波長望遠鏡看不見它。塵埃將星系的光轉移到紅外線的範圍內,剛好是廣域紅外線巡天探測衛星所適應(工作)的波長範圍。

來源: JPL.NASA