诞生恒星的星系可以将超大质量黑洞隐藏在尘埃墙之后

拓牛李强

隐藏着一个正在进食的超大质量黑洞的尘埃圆环图。(图片来源:欧空局/ V. Beckmann(美国航天局-GSFC))

（）据美国太空网（罗伯特·李）：贪婪的超大质量黑洞释放出强大的光，可能隐藏在恒星诞生星系的中心。这一发现可以帮助研究人员更好地理解星系是如何成长的。

由黑洞驱动的超大质量类星体是宇宙中一些最强大和最明亮的光的来源，通常比它们周围星系中每颗恒星的光总和还要亮。这些排放是在黑洞加热并撕裂周围物质时产生的，消耗一些物质，并将一些物质引导到从两极发射的接近光速的射流中。

然而，尽管有这种活动，从地球上可能很难看到类星体。这些正在进食的宇宙巨人——以及从他们周围爆发出来的辐射——可能会被他们周围星系的气体和尘埃所掩盖。此前，科学家认为星系能够有效隐藏类星体的唯一方式是在喂养它的超大质量黑洞附近有一个厚厚的尘埃环或圆环。这项新的研究表明，对于一些星系来说，有另一种方法可以用更遥远的物质“埋葬”类星体。

“来自类星体的光也与宿主星系中更远的物质相互作用，而之前我们认为这种相互作用主要是与中央超级黑洞的物质相互作用，”研究领导者，英国杜伦大学河外天文学中心的科学家Carolina Andonie告诉Space.com。“这种阻挡类星体的尘埃实际上是一个惊喜。我们没想到会观察到这种情况。”

为了发现更遥远的尘埃云可以覆盖类星体，杜伦领导的团队开始用智利北部的阿塔卡马大毫米阵列(ALMA)观察“尘埃类星体”样本。ALMA是一个由66台望远镜组成的阵列，能够使用长波长的光，如红外线或热辐射波长，透过遥远物体的尘埃进行观测。

使用该阵列，研究小组发现这些尘埃类星体往往位于正在经历极端恒星形成的星系中，这就是所谓的“星爆星系”。

“我们研究的主要发现是，这些被大量气体和尘埃遮蔽的类星体更有可能存在于这些恒星爆发星系中，这些星系形成了大量的恒星——每年超过100甚至200颗像我们的太阳一样的恒星，”安多尼说。“在这些系统中，星系本身有大量的气体和尘埃正在创造恒星，这不允许来自类星体的光逃逸。”

她补充说，气体和尘埃可以像一堵墙一样厚和密。类似于一个指向墙壁的激光笔不允许光线穿过墙壁，这种致密的材料阻挡了来自类星体的可见光发射。因此，看到这些类星体的唯一方法是通过红外线或X射线发射，尽管有时甚至高能X射线也无法逃脱。



一个星系可能用气体和尘埃掩盖一个正在进食的超大质量黑洞的方式的图示。(图片鸣谢:杜伦大学)

当中心类星体快速膨胀并经历剧烈的增长时，爆发星系和埋藏类星体之间的联系最强。因此，埋藏的类星体和它们的星系可能实际上代表了早期的星系演化阶段，在此期间年轻的星系富含寒冷、稠密的气体和尘埃，这促进了恒星的高速形成和黑洞的快速增长。

该团队的发现表明，宇宙中的类星体可能比想象的要多。这项研究表明，许多恒星形成的恒星可能在其心脏部位隐藏着活跃的超大质量黑洞，并阻止它们发射类星体。

“这项研究的关键结果之一是，这些形成许多恒星的星系很可能在其中心隐藏着类星体，”安多尼说。“有可能在这些我们认为中心没有类星体的星系中，有一些隐藏着一颗我们在可见光下看不到的类星体。”

该团队通过观察600个尘埃类星体进行了这项研究。更多的工作正在进行中，以证实这些结果，并更好地将尘埃类星体与星暴星系联系起来，Andonie说，该小组打算观察多达60，000个类星体。

“我正处于博士学位的最后一年，所以发现这些令人难以置信的结果真的很好，因为它给了我许多关于我如何在博士学位后继续我的研究的想法，”Andonie补充道。

详细介绍该团队研究的论文发表在10月6日的《皇家天文学会月报》上。