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科學家在天鵝座A區,發現了存在一個活躍的星系核

本站不久前剛剛報道了「天鵝座」飛船與國際空間站成功對接:執行第六次補給任務的消息。這讓我們更多的關注這個離我們相對不遠的活躍星系核。科學家在對其研究並取得了相關成果,稱其內部很可能存在黑洞。

天鵝座A 是離我們最近的,同時也是最大的雙重射電星系實例,它是此類星系的一個典型代表,也是第一個被發現熱點不符合傳統圖景的星系。

據國外媒體報道,所謂「活躍」星系的核心內往往包含了一個大質量黑洞。黑洞如強力的吸塵器一般,不斷地吸積附近的物質。最後星系核心往往會在兩級噴射出由高速帶電粒子構成的射流。這種射流在多種波長上——尤其是射電波長上顯得格外明亮。活躍的星系與一般星系相比,有一系列顯著不同的性質,其中之一就是活躍星系的射流亮的出奇。與我們熟悉的太陽相比,活躍星系的射流在特定波長上的亮度能達到太陽的1萬億倍。

這種強烈的能量釋放起源於黑洞附近熾熱的環境。電子在黑洞的強磁場作用下會被加速,當其運動速度接近光速時,就會向外釋放電磁波。這些定向的粒子射流最終會與周圍的介質發生碰撞,並在撞擊中釋放自身大部分的動能。由於能量守恆,釋放的動能最終會讓射流的終點溫度升高,這讓它看起來是一個「熱」點。

熱點具有非常明亮和緊湊的結構。它甚至可以讓倒轉射流的方向,讓射流返回黑洞,從而讓射流產生更多的湍流和隨機運動。導致這一切的物理過程的性質可以用一個熱點的特徵溫度(或更準確地說,亮度在對應波長下的光譜依賴性)加以描述。對於大多數已知的活躍射電星系,其光譜依賴性都與以上末端撞擊和射流反向的解釋吻合的很好。但也有一些非常明亮的射電星系,其光譜依賴性與以上解釋有出入。

天鵝座A 是離我們最近的,同時也是最大的雙重射電星系實例,它是此類星系的一個典型代表,也是第一個被發現熱點不符合傳統圖景的星系。幾十年來天文學家一直在爭論導致這一現象的可能原因。一個複雜的因素在於,長波長(低頻率)射電望遠鏡在觀測小尺寸熱點時的能力非常有限。

哈佛史密松天體物理中心的天文學家Reinout van Weeren和Gianni Bernardi(現在他在南非的平方千米陣列工作)是一個大型研究團隊的成員。該團隊旨在使用低頻陣列 (LOFAR) 射電望遠鏡來獲取天鵝座A內熱點的高解析度圖像。他們的工作首次以直接的證據證明,我們先前推斷的光譜形狀差異是真實存在的。科學家們在另一份論文里提出了詳細的分析論證。

在有關這一發現的論文里,觀測結果基本上表明,除了末端撞擊外,整個過程必然還有其它機制的參與。研究小組認為,關於這一過程的完整圖景可能還要包括星系內部物質對輻射的干涉吸收。

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