波音体育 黑洞燃料耗尽致星系骤暗


艺术家对步履星系核(AGN)阅历亮暗周期的印象图。上图展示了扫数这个词星系,下图展示了中心的AGN跟着工夫推移因气体流量减少而变得越来越暗。图片开首:千叶工业大学
天体裁家很少能在几年内不雅察到星系亮度发生庞杂变化。大多数星系的亮度(以偏激他特征)变化需要数百万致使数十亿年。因此,今日体裁家不雅测到距离地球100亿光年的星系J02180036在短短20年内亮度降至之前的二十分之一时,他们感到惊诧。是什么原因导致这种情况呢?这对于步履星系核(AGN)来说并不正常。

来自千叶工业大学、德国波茨坦大学、富山大学、西班牙加那利群岛天体物理商量所、日本国立天文台和立命馆大学的天体裁家,在对比斯隆数字巡天的图像与斯巴鲁千里镜上超主焦相机拍摄的图像及数据时,发现了这种变暗步地。他们不雅察到该星系中心的步履星系核(AGN)亮度从21世纪初到近期呈现着落趋势。这一变化工夫领域对于步履星系核而言并不正常,这类天体一样在较长工夫内亮度变化幅度仅约30%。这种快速变化速度激发了诸多对于J02180036天体情况的疑问。

了解步履星系核偏激变化样貌
步履星系核正如其名:星系中心存在的某种活跃天体。它一样是一个超大质料黑洞,其质料特殊于十万到数十亿个太阳。黑洞苍劲的引力足以吸入多数气体和尘埃表情的物资,供其在特殊长的工夫内进食。当这些物资通过吸积盘旋转参加黑洞时,会因摩擦而被加热。这会升高温度,使物资开释出庞杂的能量。这仍是过使步履星系核在曩昔的波长领域内辐照辐射。假定黑洞的食品供应基本踏实,那么当它从周围区域吸入不同数目的气体和尘埃时,辐射只会有微细变化。如若吸积盘运输的物资减少(因为气体流量着落),那么它开释的辐射就会疲塌,从而影响步履星系核的亮度。

哈勃天外千里镜拍摄的马卡良509星系偏激中枢亮堂的步履星系核(AGN)的图像。除了这个星系和J02180036除外,其他星系也存在这类天体。图片开首:好意思国国度航空航天局(NASA)、欧洲空间局(ESA)、J.Kriss(空间千里镜科学商量所)和J.dePlaa(荷兰空曲折头组织)
天体裁家不雅测到的J02180036的光度既包括步履星系核(AGN)区域的亮度,也包括该星系其余部分的亮度。对该星系的弥远不雅测让天体裁家有契机将步履星系核的亮度与宿主星系的光度别离开来。他们发现,超大质料黑洞的步履——尤其是J02180036中的阿谁——会在散工夫内更正亮度。这很意旨,因为传统不雅点合计步履星系核的亮度变化要慢得多,可能需要数万年工夫。

据引导该步履星系核(AGN)步履不雅测及后续商量的托莫基诸熊(TomokiMorokuma)称,这一发现更正了一切。迷恋不舍的是,步履星系核能在如斯短的工夫内发生如斯剧烈的亮度变化,而这种变暗似乎是由超大质料黑洞吸积率的大幅变化引起的,诸熊说。诈欺广域巡天数据(如超prime相机的数据),咱们但愿发现更多此类天体,波音体育官方网站并了解超大质料黑洞的步履是怎样住手和重启的。
那么,J02180036的步履星系核正在耗尽燃料吗?
团队的商量成果激发了很多对于该星系步履星系核(AGN)快速变暗原因的疑问。在这个案例中,中心黑洞的步履似乎大幅疲塌。最主要的证据是超大质料黑洞正在耗尽燃料。商量团队对比了该星系中枢在红外和光学波段的不雅测数据,并将商量成果与步履星系核步履的表面模子进行了比拟。团队发现,黑洞从吸积盘破钞气体的速度降至之前水平的约五十分之一,这仍是过发生得相等快,历时7年。这一着落幅度很大,标明黑洞正在飞速失去其能量开首。

由黄色箭头指令的星系J0218−0036(红移1.8;距离约100亿光年)的可见光图像。左侧图像由斯隆数字巡天(SDSS)拍摄,右侧图像由Subaru千里镜上的超主焦相机(HSC)拍摄。比拟这两幅图像的亮度可知,该星系在一段工夫内权臣变暗。右侧的HSC图像呈现了它在较近工夫点的情状。
固然这是一个可以的证据,但科学家们需要摒除其他可能性,比如尘埃云间歇性地阴事步履星系核(AGN)的光辉。不外要记取,步履星系核的光辉在大部分电磁波谱中王人能被不雅测到。尘埃云无法系数阴事扫数光辉。因此,这意味着这些变化来自步履星系核里面以及为黑洞提供物资的吸积盘。
现时的问题仍然是:是什么导致超大质料黑洞失去其食品开首?人所共知,这些黑洞会影响其方位的星系,举例,在吞并隔邻物资时会阻扰恒星酿成。然则,是什么会割断为黑洞周围吸积盘提供物资的供给呢?这恰是天体裁家接下来要体恤的,他们将对J02180036及世界中其他步履星系核(AGN)进行更多多波段不雅测。如若畴昔的广域成像访谒中发现更多正在衰减或就寝的此类天体,它们将揭示更多对于星系与其中心黑洞怎样共同演化的萍踪。
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远方星系在较散工夫内亮度疲塌20倍——其超大质料黑洞的气体供应飞速减少
红移约为1.8的步履星系核中一次可能的质料吸积住手事件
相干常识
黑洞是世界中引力极强的天体,由大质料恒星耗尽核燃料后中枢坍缩酿成。它的引力苍劲到连光王人无法逃跑,周围存在事件视界——朝上此范围便无法复返。黑洞无法获胜不雅测,但可通过吸积盘辐射、引力透镜效应等曲折探伤,是世界中最精巧的天体之一。
BY: Carolyn Collins Petersen
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