明亮的星系，「骯髒」的秘密，未解的謎團

雖說我們無法用肉眼直接看到它，但宇宙深處的W2246-0526星系絕對是個耀眼奪目傢伙。它發出的紅外輻射相當於350萬億個太陽，是我們用儀器能觀察到的最明亮的星系。

那它見不得人的小秘密呢？好吧，我們還不能完全確定，但一項新發現顯示了線索。

位於智利的阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)顯示，W2246-0526正貪婪地蠶食著附近至少三個弱小的星系，以「餵養」其內部的超大質量黑洞。

天文學家觀察到從相鄰星系延伸出的物質鏈條蜿蜒捲曲地流向了W2246-0526。而且，令人驚訝的是，這些卷鬚含有與星系相當的質量。

「我們從之前的數據中知道那裡有3個伴星系，但沒有證據表明它們和中心星系之間存在相互作用。」智利聖地亞哥Universidad Diego Portales的天文學家Tanio Díaz-Santos說，「所以我們並沒有去刻意尋找它們同類相食的行為，也沒有這方面的期待，但是ALMA天文台的這次深度探索卻意外地將它非常清楚呈現在我們面前。」

W2246-0526位於124億光年之外，是一個以類星體為核心的星系：那是一個異常明亮的活躍星系核，由黑洞提供動力。

射電望遠鏡描繪出的星系形態(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO);T. Díaz-Santos et al.; N. Lira)

類星體是宇宙中最明亮的天體之一，諸如黑洞這樣的超大質量天體吃掉周圍的物質，噴發出光和射電輻射。作為黑洞食糧的物質形成所謂的吸積盤。

這個圓盤含有大量的塵埃和氣體，它們高速旋轉，就像你拔下浴缸的塞子，水螺旋著流向下水道一樣；當它被中心黑洞的巨大引力拉扯時，會產生巨大的摩擦。這會導致近乎荒謬的輻射量。

對W2246-0526來說，情況更加罕見，輻射又被周圍的塵埃所吸收並被再次輻射，——一種熱的Hot，被塵埃遮蔽的類星體Dust-Obscured Galaxy，或者(你給我等等)叫它熱狗Hot DOG。3000個類星體中才有一個熱狗。

中心星系從周圍劫掠來的物質並不一定都被餵給了超大質量黑洞。雖然黑洞極其龐大——大約是太陽質量的40億倍——但它的進食仍然存在極限。

因此，外來物質融入星系，並可能形成新的恆星。但此處也有一個問題。

研究人員在2016年表示，這個黑洞的活動如此強烈，它正在加熱整個星系中的氣體——就像核反應堆使水沸騰一樣。光子獲得了極高的動量和能量，把氣體向外推；最終，就像高壓鍋爆炸一樣，會把W2246-0526撕成碎片。

就星系而言，W2246-0526非常驚人。現在已經確定它真的非常明亮，且前景非常動蕩。新的研究結果也使它成為我們所能觀測到最遙遠的星系——而且，據研究人員所知，這是迄今為止唯一一個可被直接成像的星系。

但還有另一個令人困惑的謎團亟待解決。雖然超大質量黑洞是一個龐然大物，但它本來應該更大。黑洞的質量決定了活躍星系核亮度的上限——但是根據W2246-0526的亮度，黑洞應該比現在還大2倍。

所以它為什麼這麼亮？研究人員也不知道。但他們將有足夠的時間搞清所有這一切。

「有可能是因為蠶食已經持續了一段時間，亮度是累積的結果。我們預計這場銀河盛宴將持續至少幾億年。」Díaz-Santos說。

研究被發表這Science上，原標題為《The multiple merger assembly of a hyperluminous obscured quasar at redshift 4.6》。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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