博科園：本文為天文學類
傳統的常識告訴會告訴你我，物體離我們越遠，看起來越小，但當我們觀察遙遠的宇宙時，這一經典物理學的基本定律被顛倒了。肯特大學(University Of Kent)天體物理學家模擬了宇宙中最大物體的演化，以幫助解釋星系和其他宇宙體是如何形成的。通過觀察遙遠的宇宙，可以在過去的狀態下觀察它，當時它還處於形成階段。當時，星系正在成長，超大質量黑洞正在猛烈地噴出大量的氣體和能量。
這種物質積累成成對的“宇宙水庫”，形成了宇宙中最大的物體，也就是所謂的巨型射電星系。這些巨大的射電星系橫跨宇宙的很大一部分。即使以光速移動，也需要幾百萬年才能穿過一個。天體物理和行星科學中心的邁克爾·D·史密斯教授和學生賈斯汀·多諾霍參與了這項研究，他們期望發現，當模擬更遠宇宙中的物體時，它們看起來會更小，但實際上他們發現了相反的情況。當觀察遙遠的宇宙時，我們是在觀察過去的物體，即當它們還年輕的時候。
研究希望發現這些遙遠的巨星系會看起來像一對相對較小的模糊葉狀體。令我們驚訝的是，發現這些巨星系雖然離我們很遠，但仍然顯得巨大。射電星系很早就被認為是由雙噴流驅動的，這些噴流會膨脹它們的葉狀結構併產生巨大空腔。
該團隊使用Forge超級計算機進行了模擬，生成了三維流體動力學，再現了這些噴射流的效果。然後，將得到的圖像與對遙遠星系的觀察進行比較，使用一種新的分類指數，明亮指數(LB指數)來評估差異。
該指數測量對象的方向和大小的變化，我們知道，一旦距離足夠遠，宇宙就像放大鏡一樣，天空中的很多物體開始變大（這就是引力透鏡）。由於距離的關係，觀察到的物體非常微弱，這意味著只能看到它們中最明亮的部分和熱點。這些熱點發生在射電星系的外緣，因此它們看起來比以往任何時候都大，混淆了最初的預期。完整的研究，用三維模擬探索遙遠射電星系的形態分類，已發表在《皇家天文學會月刊》上。
研究探索了超音速噴流驅動的射電星系高分辨率三維模擬的大型系統研究，對於這項基準研究，採用非相對論流體動力學絕熱流動，從噴嘴進入恆定壓力匹配環境。同步輻射發射率是通過注入材料的熱壓來近似。發現，模擬射電星系的形態分類明顯依賴於幾個因素，隨著距離的增加(即觀測分辨率的降低)和方向的減小，常常導致從FR II(變亮)到FR I(變暗)類型的重新分類。噴流密度也有預期的影響，較低密度促使形成更寬和橋接的波瓣形態以及更明亮的射電射流。
博科園｜研究/來自：肯特大學
參考期刊《皇家天文學會月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz2525
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