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奇怪的星系团无视巨大的黑洞,形成恒星

天文学家质疑凤凰星系团中的超大质量黑洞为何不像其他同类星系团那样阻碍恒星的形成。

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对凤凰星系团进行详细、高分辨率的成像,使天文学家能够看到尽管存在超大质量黑洞,但该星系团在其中心仍在形成恒星。资料来源:X射线:NASA/CXC/MIT/M.McDonald 等人;射电:NRAO/AUI/NSF;光学:NASA/STScI

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天文学家首次在致密星系团中心的星系中发现了活跃的恒星形成爆发。在星系团中,中心星系内的超大质量黑洞通常会加热气体,阻止其凝结成新恒星。

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但一个由天文学家组成的团队发现,一个名为凤凰星系团的星系团,尽管其最大星系中心的超大质量黑洞存在,但仍在中心形成恒星。这使得科学家们质疑为什么这个超大质量黑洞不像其他同类星系团那样阻止恒星形成。研究人员最近在《天体物理学杂志》上发表了他们的发现。

一个不寻常的星系团

麻省理工学院的天文学家、新论文的合著者之一迈克尔·麦克唐纳(Michael McDonald)说,从简单的意义上讲,星系团就是一大团气体。随着时间的推移,部分气体冷却并向下沉降到星系团的中心。如果气体足够冷,它们就可以凝结成团,并最终变得足够致密,形成恒星。

但在天文学家观测到的几乎所有星系团中,星系团中心星系内的超大质量黑洞会向周围气体释放大量能量。这会重新加热星系团中心的が,使其无法形成恒星。

2012年,包括麦克唐纳在内的一个天文学家团队指出了一个看起来不寻常的星系团。大多数星系团的中心发出大量的红光,这表明大多数恒星都比较古老。但凤凰星系团的中心却是蓝色的。这暗示凤凰星系团要么在其中心形成了大量新恒星,这些新恒星会发出这种蓝光,要么是星系团中心的其他东西产生了蓝光。

七年后,麦克唐纳及其同事收集了更多观测数据,以详细了解凤凰星系团中心正在发生什么。他们能够捕捉到年轻、新形成的恒星发出的光,并看到这些新恒星位于星系团冷气体的相同位置。看起来,凤凰星系团尽管有中心星系的超大质量黑洞,但仍在中心形成新恒星。

一个表现不佳的黑洞?

仍然存在的一个大问题是,为什么这个中心黑洞不像其他星系团那样阻止恒星形成。看起来这个黑洞现在是活跃的,因为研究人员已经发现它向周围喷射出高能物质。

麦克唐纳说,一种可能性是,黑洞在不久的过去没有释放出足够的能量来阻止恒星形成。如果是这样,这就引出了天文学家需要进一步研究的另一个问题:这是一种不寻常的现象吗?还是星系团通常会经历一个阶段,在其中大量恒星在其中心形成,但这些阶段非常短暂,以至于我们至今只发现了一个例子?

无论如何,麦克唐纳很高兴能研究这个奇怪的案例。

麦克唐纳说:“当你必须创造一个新的故事时,会很有趣。“确认现有理论是件好事,但发现打破规则的案例则更有趣。”

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