發光的“水母”星系揭示了一種為宇宙中最強大的天體提供能量的新方式。一項新的研究發現，為星系中心最貪婪的黑洞提供食物的同一過程，也可能產生懸垂的新生恆星“觸鬚”。
雖然大多數星系，包括銀河系，在其中心隱藏著巨大的黑洞，但只有少數星系在吞噬物質時產生足夠的電磁輻射，從而形成活動星系核 (AGN)。活動星系核在宇宙中閃耀著光芒，但它們為何在某些黑洞周圍形成，而在另一些黑洞周圍卻沒有形成，一直是一個謎。但水母星系可能有助於解開這個謎團。
這項新研究的主要作者比安卡·波吉安蒂透過電子郵件告訴 Space.com：“當星系以高速進入星系團時，填充星系團的熱而稠密的氣體（所謂的星團內氣體）就像一股強風吹在星系氣體上。”“它剝離了氣體，並形成了尾須”，這使得這些星系獲得了“水母”的暱稱。[星系碰撞時：壯觀的星系碰撞照片]
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她說，形成水母星系的同一股風也可能為不斷增長的活動星系核提供能量。
波吉安蒂是義大利 INAF-帕多瓦天文臺的研究員，她是一個國際科學家團隊的成員，該團隊正在使用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡 (VLT) 上的多單元光譜探測器 (MUSE) 儀器來研究水母星系。研究人員發現，出乎意料地高比例的觸鬚星系包含活動星系核。
波吉安蒂說：“我們的研究是第一個系統地搜尋[水母星系]，並試圖對本星系群不同區域進行完整普查的研究。”
解開謎團
超大質量黑洞不斷吞噬物質。當它們吸入周圍的氣體和塵埃時，會產生強烈的輻射，有時可以在地球上看到，這讓科學家們思考這些天體的食物來源。雖然黑洞很常見，但更強大和可見的活動星系核卻很少見。
波吉安蒂和她的團隊正在進行一項持續的專案，以觀測 114 個水母星系，比之前詳細觀測的數量級還多，她說。在尾須最長的七個星系中，研究人員發現有六個星系擁有超大質量黑洞，這表明這兩種天體之間存在聯絡。之前的研究表明，強大的星團風將觸鬚拉伸到數十光年之外，這個過程被稱為衝壓剝離。這些相同的風可以為超大質量黑洞提供食物，透過將物質輸送到星系中心來不斷滋養它們。
但是，科學家們想知道，是風餵養了黑洞，還是黑洞產生了風？
波吉安蒂說：“從某種意義上說，這類似於雞和蛋的問題——哪個先出現。”“雖然這兩種效應可能都在起作用，但我們有充分的理由認為第一種效應占主導地位。”
透過研究星系的位置和速度，研究人員發現所有這些天體都靠近星系團的中心，並且與星系團本身相比具有較高的速度。
波吉安蒂說：“它們處於衝壓剝離最強的理想條件下。”
另一方面，她說，如果巨大的觸鬚是由星系中心效應形成的，那麼星系就會更加隨機地分散。
這項新工作於 8 月 16 日在《自然》雜誌上詳細介紹。
綻放的水母
當星團風掃走星系中的塵埃和氣體時，它們產生的觸鬚充滿了閃耀的年輕恆星。波吉安蒂說，這些恆星在可見光波長下閃耀，使得這些天體在研究人員篩選 70 多個星系團的影像以尋找尾須時脫穎而出。科學家們還發現了星系團之外的水母星系，有些是星系群的一部分，有些則孤立存在。波吉安蒂說，在星系群中發現的星系往往缺乏其星系團同伴那樣壯觀的尾須，而所有發現的帶有活動星系核的星系都位於星系團中。
波吉安蒂說，結合衝壓剝離和容納活動星系核的星系的模擬將既複雜又計算量大，需要大量的時間和計算機算力。她說，這就是為什麼目前還沒有這樣的模擬存在。
她說：“我猜想，在我們的發現之後，世界上會有研究小組嘗試將這兩個過程一起模擬。”該論文稱，這樣的模擬對於解釋新的聯絡將非常有價值。
這七個水母只是更大群體的一部分。在星系氣體剝離現象與 MUSE (GASP) 計劃中，波吉安蒂和她的同事們正在繼續研究一百多個更有趣的星系。[歐洲南方天文臺甚大望遠鏡的驚人太空景觀（照片）]
波吉安蒂說：“當所有的觀測結果都掌握在我們手中時——我預計大約在一年後——我們將能夠獲得完整的影像。”一旦研究人員獲得所有資料，該團隊將能夠看到特徵如何變化和演變。波吉安蒂說，觀察水母——有些處於氣體移除的開始階段，有些具有長長的尾須，還有一些缺乏氣體，沒有燃料來誕生年輕恆星——將使研究人員能夠研究水母生命週期的各個階段。
她說：“這就像在前排觀看星系演化在我們眼前發生。”
波吉安蒂說，該團隊正在計劃，並且在某些情況下已經在努力，使用新墨西哥州的卡爾·G·揚斯基甚大陣列以及智利的阿塔卡瑪探路者實驗和阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列，在不同波長下觀測星系。她說，這樣的觀測將有助於研究人員瞭解水母星系中的氣體如何隨時間演變。
波吉安蒂說：“這真的很棒，因為這些是世界上最強大的天文觀測設施，每個設施都在各自的領域和波長上。”“它們的結合將使我們能夠研究所有不同的氣體相，[以及]它們如何相互關聯以及與新恆星的形成相關聯。”
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