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宇宙暴风雨:天文学家从遥远的类星体中检测到最多的能量流出

2021-10-16 17:50:07来源:

艺术家对以光波长观察的容纳类星体SDSS J135246.37 + 423923.5的星系中心部分的构想。狂风遮挡了我们的视线,并在SDSS频谱上留下了高能量流出的印记。

研究人员在夏威夷的莫纳克(Maunakea)上使用双子座北望远镜,发现了有史以来测得的类星体中最活跃的风。流出的光速大约是光速的13%,它携带的能量足以显着影响整个星系中的恒星形成。银河系暴风雨隐藏了15年之久,然后被创新的计算机模型和国际双子座天文台的新数据揭开了面纱。

一组天文学家利用来自NSF NOIRLab计划的国际双子座天文台的观测结果,揭示了类星体中最活跃的风。这种强大的外流正以接近光速13%的速度进入其宿主星系,并且源于一个称为SDSS J135246.37 + 423923.5的类星体,该类星体距离地球大约600亿光年。

“以前曾在类星体中观测到高速风,但它们却又薄又稀疏,仅携带相对少量的质量,”西方大学(加拿大)的天文学家莎拉·加拉格(Sarah Gallagher)解释说,他领导了双子座观测。“相比之下,类星体的流出物以惊人的速度沿着巨大的质量移动。这种狂风非常强大,我们不知道类星体如何能够发射出如此巨大的东西。[1]

如双子座GNIRS检测器所见,该图像与该页面上的顶部图像在红外波长下显示的是同一位艺术家的视角。厚厚的流出物在红外波长下是透明的,使我们对类星体有清晰的视线。红外光谱产生类星体红移,并且从该参考系中,我们测量了破纪录的流出速度。

除了测量来自SDSS J135246.37 + 423923.5的流出量之外,该团队还能够推断出为类星体提供动力的超大质量黑洞的质量。这个巨大的物体的质量是太阳的86亿倍,大约是银河系中心黑洞质量的2000倍,比银河系Messier 87中著名的黑洞还要大50%。

该结果发表在《天体物理学杂志》上,目前在这里研究的类星体保持着迄今为止测得的最活跃的类星体风的记录,其风能比最近对13个类星体的研究报告的风能还高。[2]

尽管有大量精力充沛的外流,但在将双子座数据与团队创新的计算机建模方法相结合之前,对该重载的发现在类星体调查中失败了15年,因此对其进行了详细的研究。

奥克拉荷马大学的天文学家卡伦·利利(Karen Leighly)解释说:“我们感到震惊-这不是新的类星体,但是直到团队获得双子星座光谱之前,没人知道它有多神奇。”研究。“在我们的团队开发我们的方法并获得我们需要的数据之前,这些物体太难研究了,现在看来它们可能是最有趣的有风类星体研究对象。”

类星体(也称为准星体)是位于巨大星系中心的一种异常发光的天体物理物体。[3]类星体由环绕着发光气体的超大质量黑洞组成,可以使其宿主星系中的所有恒星闪耀,并可以产生足以影响整个星系的强风。[4]

“某些类星体驱动的风具有足够的能量,可以从形成恒星所需的星系中扫出物质,从而淬灭恒星的形成,”俄克拉荷马大学研究生,第一本论文的作者Hyunseop(Joseph)Choi解释说。关于这一发现的科学论文。“我们研究了一个特别有风的类星体,SDSS J135246.37 + 423923.5,其流出是如此之大,以至于很难在可见波长下检测出类星体本身的特征。”

尽管有障碍物,但该团队仍可以使用Gemini North上的Gemini近红外光谱仪(GNIRS)清晰地观察类星体,以观察红外波长。天文学家结合使用双子座的高质量光谱和开创性的计算机建模方法,发现了从物体流出的本质,这一事实比以前测得的任何类星体能量都更加显着。

该小组的发现提出了重要的问题,并且还暗示可能有更多这类类星体等待被发现。

Choi总结说:“我们不知道我们尚不知道的类星体目录中还有多少这些非同寻常的物体,因为自动化软件通常会通过强发射线或蓝色来识别类星体,这是我们的物体缺少的两个属性-可能会有更多这类类星体隐藏在我们的调查中,而它们的外流非常强大。”

“利用国际双子座天文台提供的资源,使这一非同寻常的发现成为可能;美国国家科学基金会的天文学计划主任马丁·斯蒂尔(Martin Still)表示:“这项发现为未来几年进一步探索宇宙打开了新的窗口,并提供了更多的机会。该基金会是国际合作的一部分,美国双子座天文台为此提供了资助。“双子座天文台通过为国际科学界提供最先进的望远镜仪器和设施的使用,继续增进我们对宇宙的了解。”

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参考:Hyunseop Choi,Karen M. Leighly,Donald M. Terndrup,Sarah C. Gallagher和Gordon T. Richards于2020年3月3日发表的论文“在SDSS J135246.37 + 423923.5中发现了强大的宽吸收线类星体流出”,2020年3月3日,《天体物理学杂志》 .DOI:
10.3847 / 1538-4357 / ab6f72

笔记

[1]类星体流出所携带的巨大能量是风速及其携带的质量的乘积。理解这一点的一种直观方法是比较货运列车和冠军短跑运动员-虽然两者以大致相同的速度行驶,但更大的货运列车具有更大的动力和能量。

[2]此结果与NASA / STScI关于类星体风的最新新闻无关,该新闻稿侧重于其他13个类星体的强风。

[3]类星体的名字来自其1950年代在无线电波长的首次识别。类星体是准星体无线电源的收缩,当在可见波长下观察时,该名称被选择来反映这些无线电源的星状外观。

[4]供给类星体的气体在落入中心黑洞时会以光的形式发出能量。发出的光既是类星体光度的起源,也是驱动流出的能量之源。

更多信息

这项研究发表在《天体物理学杂志》 SDSS J135246.37 + 423923.5中的《发现强大的宽吸收线类星体流出》一文中。

该团队由Hyunseop Choi(美国俄克拉荷马大学),Karen M. Leighly(美国俄克拉荷马大学),Donald M. Terndrup(美国俄克拉荷马大学和俄亥俄州立大学),Sarah C组成。 Gallagher(加拿大西部大学和加拿大航天局)和Gordon T. Richards(美国德雷塞尔大学)。