天文學家發現，每個星系的中心往往都有一個超大質量黑洞。 宇宙中，是星系先有中心黑洞，然後吸積周圍物質形成星系，還是星系先孕育中心黑洞？ 這個問題就像“先有雞還是先有蛋”，至今還沒有定論。 但人們認識到，星系中心的黑網洞對星系的影響很大。 一旦黑洞“躁動起來”，星系也會“變臉”。
近日，研究人員觀察到，6個相對安靜網的星系突然變得活躍，它們的中心黑洞瘋狂“吞噬”，中心區域的亮度由弱變強。 在浩瀚的宇宙中，這群原本的“小透明”幻化成奪目的閃亮類星體，營造出一種存在感。 研究人員觀察到，這個變化過程持續了幾個月，但在星系數十億年的壽命面前，可謂是“瞬間變臉”。 更重要的是，天文學界此前幾乎沒有觀測到亮度增強的星系“變臉”事件。 研究結果最近發表在《天體物理學雜志》上。
黑洞“有點饑餓”，星系“非常良性”
有學者計算，宇宙中至少有2萬億個星系。 這些星系有各種形狀、大小和亮度。 有些普通星系的恒星暗淡，即使用人類最先進的望遠鏡也無法發現； 還有一些活躍的星系，即使在100億光年之外，我們也能捕捉到它們的光。
我們之所以能看到一個普通的星系，主要是因爲它内部大量恒星發出的光。 活躍星系之所以耀眼，是因爲它的核心發出最亮的光。 在星系的核心區域，一個超大質量黑洞在貪婪地吞噬附近的氣體和塵埃時發出穩定、明亮的光線。 相比之下，活躍星系中恒星發出的光隻有螢火蟲的光，遠遠不如中央黑洞“交換”的太陽和月亮的亮度。 正是由于兩者亮度的顯着差異，當我們從地球上觀察時，我們隻能看到很遙遠的星空中的一個亮點，這就是活躍的銀河核，因爲它看起來與附近的恒星沒有什麽區别。 區别在于天文學家所說的類星體。
在普通星系和活躍星系之間，還有第三類星系——LINER星系，它們就是本次“變臉”事件的主角。
“LINER星系是指在核心區域具有低電離發射線的星系。該發射線在光譜中具有特定的範圍。” 中國科學院國家天文台研究員盧友軍在接受科技日報記者采訪時表示，普通星系的主要輻射源來自于恒星。 ，其核心區無法捕捉到發射線； 活動星系的主要輻射源是核心區黑洞活動産生的高電離發射線； 而LINER星系的主要輻射源一直存在争議。 有人認爲是星系中心黑洞發出的光，也有人認爲是其星系内衆多恒星發出的光更加強烈。
“說白了，普通星系的中心黑洞都處于靜止狀态，基本上不怎麽吃東西，自然也不發出多少光，就像我們銀河系中心的黑洞比較安靜一樣；活躍星系的中心黑洞正在吃晚飯，發出的光強烈而明亮；而LINER星系中心的黑洞則處于“吃零食”的狀态，間歇性地吃一些，但吃得較少，而發出的光相對較弱。” 中國科學院國家天文台研究員金赤川告訴科技日報，LINER星系核心區域的活動既不是很安靜，也不是太躁動，屬于比較“溫和”的類型銀河系的。
“後來有學者提出，LINER星系的核心區域也可能是一個星暴區域，那裏形成了大量的恒星。如果這些恒星質量非常大，它們也會發射出紫外光子，電離周圍的雲層和氣體，并發布低電離發射線。” 陸佑軍說道。
以前是“終結”，這一次是“重生”
“過去，星系的‘變臉’很少被觀測到，大多數明亮的類星體都變暗了，這往往代表着類星體的‘終結’。” 盧佑軍說道。
自第一個類星體被發現以來，已經過去近60年了。 在此期間，人們已經發現了超過50萬個類星體，而能夠“變臉”的隻有少數。 在人們的觀測過程中，這些“變臉”類星體的高度電離發射線将在幾年内消失。
“這次觀測到的六個星系的亮度在幾個月内增加了數倍，低電離的LINER星系轉變爲高電離的類星體。這更像是類星體的誕生。” 陸幼軍說道：“我們以前幾乎沒有觀察到過。”
是什麽催生了這種轉變？ 在陸右軍看來，如果星系的核心是星爆區域，那麽星爆區域的“騷亂”似乎不太可能引發這種“變臉”活動。 由于恒星形成所需的時間非常長，這種變化過程目前人類幾乎不可能觀測到。
因此，最有可能的原因是星系中心的黑洞突然增加了周圍物質的吸積量，導緻電離光變得更強。 然而，到底是什麽原因讓原本“溫和”的黑洞變得“焦躁不安”呢？
研究人員首先想到了潮汐破壞事件。 如果黑洞的領土闖入一顆恒星，在足夠近的距離處，黑洞産生的潮汐力可能會将恒星撕裂，一些恒星碎片會被高速破碎并開始落入恒星中。黑洞，在這個過程中。 會導緻出現不同的發射線信号，導緻亮度瞬間增加，然後亮度會按照一定的時間規律衰減。 然而，在進一步的觀察中，研究人員發現其衰變模式與潮汐破壞事件并不相符，這一假設也被拒絕。
“如果氣體雲移動到黑洞外圍，被黑洞吞噬，也能在短時間内造成亮度增加，其相關規律與潮汐瓦解事件不同。” 盧友軍表示，從目前的研究來看，氣體雲團“侵擾”黑洞的猜想可能更接近真實答案。
挑戰舊理論，探索新理念
“理論上，類星體的形成至少需要數千年的時間，但這次觀測表明它的形成可能非常快，所以之前的理論可能是錯誤的。” 文章第一作者、馬裏蘭大學天文學系研究員弗雷德裏克說。
“這一發現對最初的類星體相關理論提出了挑戰。” 盧友軍說，我們過去觀測到的大網量類星體穩定地發出光芒，就像年輕時充滿活力的人一樣。 隻有少數類星體正在褪色，仿佛進入了老年。 這個比例讓我們認爲類星體的壽命極其長。 而這一發現可能是利用傳統類星體長壽命知識的一個支點——類星體的壽命可能并不像我們最初想象的那麽長。
在盧宇軍看來，如果類星體的真實生命周期相對縮短，那麽未來可能會觀測到越來越多的類星體誕生過程。 至于爲什麽以前很難觀察到，很可能是因爲人們的想法由于技術的支持而發生了變化。
“過去，人們希望看得更遠、更廣，以構建‘星際地圖’。如今，人們的觀測手段越來越先進，在看得更遠、更廣的基礎上，人們想要弄清楚某個特定的東西。”天體是什麽，它們有什麽特點，又是如何變化的。因此，如果經常觀測同一天區，發現天體‘變臉’的概率自然就會增加。” 陸佑軍說道。
“這六個轉變是如此突然和戲劇性，它告訴我們這些星系中正在發生完全不同的事情。我們想知道如此大量的氣體和塵埃如何突然開始落入黑洞。” 弗雷德裏克解釋道。
“這一發現對黑洞吸積的傳統理論模型提出了巨大的挑戰。” 金赤川說道。 黑洞輻射的變化時間與黑洞的質量呈正相關。 一個十個太陽質量大小的黑洞可以在一天内通過吸積物質而經曆亮度的突然變化，這是可以理解的。 然而，一個數千萬甚至數億太陽質量的超大質量黑洞的亮度如果突然變得活躍，按照以往的知識，至少需要數萬年的時間。 耗時。
但事實就在我們面前。 這次“變臉”所拖出的謎團，有待更多研究揭曉。
星爆星系：恒星快速生産車間
星爆星系 ( ) 是包含大量恒星形成的星系。 像銀河系這樣的普通星系也會形成恒星，但速度較慢。 然而，在星暴星系中，恒星的形成速度非常快。 NGC 4666是一個著名的星暴星系，距離地球8000萬光年。 由于NGC 4666星系與鄰近星系之間的引力相互作用，NGC 4666星系中産生了大量的恒星。
一些科學家提出，超大質量黑洞的形成可能是由星暴星系産生的。 在一項新的研究中，科學家們發現了一個距離地球約 130 億光年的原星系。 這個星系的發現預計将打破此類星系之前的距離記錄，并解開宇宙早期曆史上一些最大規模的“恒星生産車間”如何以及何時運作的謎團。
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