天文學家現在終於瞭解奇怪形狀的星團形成原因


在銀河系旁大約二百五十萬光年的鄰居仙女座星系的中心,有一個形狀神秘的星團,幾十年來一直讓天文學家眉頭深鎖,近期的研究認為這似乎是由重力踢擊(kick)所形成,有點類似於霰彈槍的後座力,但要擴大至星系尺度的那種。

當星系碰撞時,人們認為它們各自的黑洞會繞著對方旋轉,在相撞前漸漸加速,你可以想像,這會產生大量的能量,最終以重力波的形式釋放出來,雖然這種合併所產生的重力波並不會直接影響星系中的恆星,但仍會影響到恆星的位置。根據研究人員所建立的模型,合併後留下的超大質量黑洞會在一個方向上得到極大的震動,如果這鼓力量適當,它可以拖拽附近的一群恆星。

這種來自超大質量黑洞的踢擊力量足以產生數百萬顆恆星所組成的細長質量團塊,或者又稱為偏心核盤,根據計算,其產生的力將足以使星系中心附近的恆星軌道拉成一個長條狀,就像仙女座星系中看到的那樣。

有些超大質量黑洞的踢擊力量太強,使得這些效應所產生的質量團塊完全甩出了他們自己的星系,而那些沒甩出去的,就有可能使星團扭成偏心核盤,宇宙中有數千億個星系,研究人員認為各個不同星系中星團的多樣性將是下一個目標,藉由數值模型中分析的數百顆恆星乃至數百萬顆恆星,可以將相同的模擬方法應用至不同類型的星系上,並且可以按其比例,檢測許多不同的系統。

【圖:實驗天體物理聯合研究所;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】 研究全文刊登在2021年10月29日出版的《天體物理學快報》 標題是: On the Formation of an Eccentric Nuclear Disk following the Gravitational Recoil Kick of a Supermassive Black Hole

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