根据一项近日发表在《天体物理学杂志快报》上的新研究,天文学家发现,在12亿光年外的宇宙深处,正在上演一场星际大碰撞。这到底是怎么回事呢?下面我们就来具体了解一下。

据了解,此次研究最初的发现并不是特别引人注目,当时天文学家在分析“广域红外巡天探测器”(WISE)的数据时,发现在室女座方向,距离我们大约12亿光年的位置上,有两个星系正在发生碰撞,它们分别被称为“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”,其边缘已经开始重叠。

在已知的宇宙中,双星系的碰撞虽然并不罕见,但是还是有一定的研究价值的,按照惯例,天文学家利用地面上的大型观测设备对其进行了多波段的后续观测,结果发现,这两个正在碰撞星系都有一个活动星系核,而在更远的位置上,还有一个星系也在向它们接近。

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这个星系被称为“J1219+1035”,观测数据表明,它也有一个活动星系核,在引力作用下,一道明显的物质流已经从这个星系延伸出来,指向了“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”所在的区域,而更令人惊讶的是,这三个星系的核心都释放出了强大的射电喷流。

简单来讲,星系的中心区域通常都有一个超大质量黑洞,在大多数情况下,这些黑洞是“安静”的,但当星系中心存在大量气体和尘埃等物质时,情况就会截然不同。

因为黑洞强大的引力会将周围的物质强行“拉”向自己,在此过程中,由于角动量守恒,这些物质并不会直接掉入黑洞,而是会围绕黑洞形成一个高速旋转的盘状结构,这也被称为吸积盘。

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吸积盘之中的物质速度可以接近光速,在剧烈的摩擦和碰撞之下,它们的温度会不断攀升,当达到一定程度时,就会释放出大量的电磁辐射,于是在我们眼中,这个星系的核心区域就会变得非常明亮,这就是所谓的活动星系核。

而如果黑洞吞噬的物质足够多,速度足够快,它们就会通过强大的磁场,将其吸积盘中的一部分带电粒子聚焦成束,沿着其自转轴的两极以极高的速度喷射到宇宙空间,在此过程中,其产生的喷流会产生强烈的同步辐射,在射电波段格外耀眼,这就是所谓的射电喷流。

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也就是说,在这场星际大碰撞中,“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”星系已经直接撞上了,在更远一点的位置上,“J1219+1035”星系还在向着它们一路狂奔,而在这三个星系的中心,都有一个正在“疯狂进食”的超大质量黑洞。

天文学家表示,这样的情况是很罕见的,可以预见的是,在未来的日子里,这场星际大碰撞将愈演愈烈。

其中距离相对较近的“J1218+1035 NW”和“J1218+1035 SE”星系,将会首先发生碰撞合并,而随着“J1219+1035”星系的到来,引力环境还会变得更加混乱,其中的恒星的轨道会受到巨大的干扰,甚至被大量抛射到广阔的星系际空间。

与此同时,大量的气体云会像狂暴的海啸一样相互撞击,其产生的冲击波会将原本稀薄的气体剧烈压缩,进而爆发出一场规模巨大的造星运动,孕育出大批年轻且炽热的蓝色恒星

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三个星系中的超大质量黑洞,也将在此过程中相互靠近,根据理论模型的推演,距离较近的两个黑洞,会率先形成一个互相绕转的双星系统 ,较远的那个黑洞,则会作为一个“后来者”,在更大的轨道上绕这个双星系统运行。

而它们最终的结局,可能是合并成一个更为巨大的黑洞,除此之外,也有一定的概率,在其中的两个黑洞合并之时,另一个黑洞会被引力弹弓效应被“甩”出去。

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就这样,在经过十几亿年甚至更长时间的“重组”之后,这三个原本独立的星系将彻底失去个体的边界,融合成一个巨大的椭圆星系。

值得一提的是,根据已知的观测数据,在未来的日子里,我们所在的银河系也很可能会与“隔壁”的仙女座星系发生碰撞与合并,并最终形成一个椭圆星系,不过这样的事情将发生在大约40亿年后,所以现在的我们不必为此担心。

参考资料:The First Triple Radio Active Galactic Nucleus in an Ongoing Galaxy Merger,The Astrophysical Journal Letters, Volume 995, Number 2