天文學家見證遙遠星系團極強的黑洞爆發力量


星系團是宇宙最大結構之一,它們包含成千上萬星系,延伸超過達數百萬光年。在數十億年前在一個遙遠的星系團中心黑洞噴出電漿流,它推開了外面氣體形成兩個大空腔。麻省理工學院的研究生米高·卡迪利亞(Michael Calzadilla),依據從隕石坑大小來計算小行星撞擊能量的相同方法,估計黑洞爆發能量。他和硏究團隊採用美國太空總署錢德拉X射線天文台觀測到星系團SPT-0528爆發現象,並根據電漿流造成空腔的體積和壓力,計算得到噴流能量超過10^54焦耳,約是10^38枚核彈!

由於星系團充滿氣體,理論預測隨著氣體冷卻後,星系團會有較高的恆星形成率。但是此星系團沒有預期的冷,所以恆星形成率低。阻止氣體冷卻的罪魁禍首就是超大質量的黑洞,其電漿爆發使星系團中的氣體溫度太高,無法快速形成恆星。SPT-0528還有另個特點,通常外圍氣體冷卻和黑洞釋放熱,使星系團維持約攝氏一千萬度左右穩定溫度,但SPT-0528卻顯現未平衡狀態。2019年初,共同作者另一篇論文研究另一個星系團卻與SPT-0528完全相反。該星系團中的黑洞噴發較弱,無法阻止氣體冷卻,使這個星系團充滿了年輕的恆星。有了這些極端比較,天文學家更能了解星系團的演化。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報快報》

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