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宇宙也任性:黑洞饿了 星系就变脸!

 天童老僧 2016-12-06

这个标题听起来可能有点荒谬,但这确实是素来不那么严谨的天文学家们经过多年观测得出的一个他们认为谨慎且相对有说服力的结论。

根据天文学家的观测,数十年内Markarian 1018星系从变亮转而逐渐变暗。亮度变化的原因在于,中央黑洞无法像过去那样摄入足够的物质,养料不足导致整个星系缓慢步入昏暗。

大多数大型星系由数十亿颗恒星照亮,但一些怪兽般的星系内部潜伏着更庞大的光源——活跃的、不断吞噬周边物质的超大质量黑洞。

哈勃望远镜观测到, NGC 1275星系中央存在着饕餮一般贪婪的黑洞,它的亮度极高,说明它的进食活动十分活跃(如下图)。

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这类黑洞的亮度超过了其它所有恒星,并在整个电磁波谱上表现出独特的迹象。

黑洞在大口吞噬时,剧烈的爆发会导致温度骤升,并对周边物质产生冲击。

例如,半人马座A中央十分活跃的超大质量黑洞产生了蝴蝶形态的巨型物质柱,这些物质朝相反的两极喷射而出。

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半人马座星团中的环行物质带受到了中央喷射现象的冲击,未来它们也有可能被黑洞吞食。

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哪怕黑洞停止吞噬,强烈的放射现象依旧存在,影响范围甚至会蔓延到星系恒星以外的区域。

天文学家面向活跃星系核的不同位置会产生不同的观测结果,例如,耀类星体、射电噪类星体(radio-loud quasar)或射电星系,但它们基本上隶属同一类范畴。

延伸到星系边缘以外的明亮放射现象,证明此前存在活跃星系核,但现在中心黑洞变得昏暗了。

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这是活跃星系核的统一模型。

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人类首次以详尽细节观测到一个星系的亮度变化——从变亮到逐渐变暗,这意味着它的自身活动原先逐渐活跃,后来却慢慢趋于懒怠。

Markarian 1018星系位于鲸鱼星座中,天文学家通过电磁波谱发现了它的变化。

数字化巡天(Digitized Sky Survey)项目的一张广角图像中,Markarian 1018星系就位于图中央。

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从紫外波段、射电波段等许多频段来看,整个星系在20世纪80年代变亮了,但本世纪10年代却在逐渐变暗。

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钱德拉太空望远镜观测到的X射线数据最显著地反映了Markarian 1018星系的亮度变化:从2010年到2016年变暗了8倍。

如果吃得不够,我们就会觉得有气无力。原来宇宙也是如此,黑洞挨饿时,它所在的星系就会变暗。

钱德拉以及其他太空望远镜的数据表明,这个星系内部的超大质量黑洞开始吃不饱了,养料不够导致周边的亮度在不断降低。

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这是Markarian 1018的光学图像,其中覆盖了甚大望远镜的射电数据。

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