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天体物理学家对黑洞在其自身星系之外的影响感到惊讶

天体物理学家对黑洞在其自身星系之外的影响感到惊讶

天体物理学家对黑洞在其自身星系之外的影响感到惊讶

据cnBeta:在几乎每一个质量足够大的星系的中心都有一个黑洞,其引力场虽然非常强烈,但只影响到星系中心周围的一个小区域。尽管这些物体比它们的宿主星系小几千几万倍,但我们目前的观点是,只有当星系的演化受到这些黑洞活动的调节时,我们才能理解宇宙,因为没有它们,就无法解释观察到的星系的特性。

理论预测表明,随着这些黑洞的增长,它们会产生足够的能量来加热并将星系内的气体驱赶到很远的地方。因此,观察和描述这种能量与星系相互作用并改变其演变的机制是当今天体物理学的一个基本问题。

考虑到这一目标,加那利群岛天体物理研究所(IAC)的研究员伊格纳西奥-马丁-纳瓦罗(Ignacio Martín Navarro)领导的一项研究更进一步,试图观察从这些黑洞周围发出的物质和能量是否能够改变进化,不仅是主星系的进化,而且是它周围的卫星星系在更远的地方的进化。为了做到这一点,研究小组加入了斯隆数字天空勘测计划,这使得他们能够分析数千个星系群和星系团的属性。这项研究是在伊格纳西奥在马克斯·普朗克天体物理研究所逗留期间开始的,其结论于2021年6月9日发表在《自然》杂志上。

“令人惊讶的是,我们发现卫星星系形成了更多或更少的恒星,这取决于它们相对于中心星系的方向,”马克斯-普朗克天文研究所(MPIA,德国)的研究员和文章的共同作者Annalisa Pillepich解释道。为了尝试解释这种对卫星星系属性的几何效应,研究人员使用了一个名为Illustris-TNG的宇宙学模拟,其代码包含了处理中心黑洞和其宿主星系之间互动的特定方式。就像观测结果一样,Illustris-TNG模拟显示了卫星星系中恒星形成率的明显调制,这取决于它们相对于中心星系的位置。

这一结果具有双重重要性,因为它为中心黑洞在调节星系演化中发挥重要作用的观点提供了观测支持,这是我们目前对宇宙理解的一个基本特征。然而,由于难以测量真实星系中黑洞可能产生的影响,而不是只考虑理论上的影响,这一假说不断受到质疑。

那么,这些结果表明,在黑洞和它们的星系之间存在着一种特殊的耦合,通过这种耦合,它们可以将物质驱逐到距离星系中心很远的地方,甚至可以影响到附近其他星系的演变。“因此,我们不仅可以观察到中心黑洞对星系演化的影响,而且我们的分析为了解互动的细节开辟了道路,”作为文章第一作者的Ignacio Martín Navarro解释道。

这项工作之所以能够进行,是因为两个群体之间的合作:观察者和理论家,他们在银河系外天体物理学领域发现,宇宙学模拟是了解宇宙行为方式的一个有用工具。

机器头条新闻 news.ji-qi.com)综合整理。

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