05.05 比哈勃望远镜精确10倍的ALMA望远镜到底有多厉害?

多亏了强力的ALMA望远镜,天文学家们才得以发现某些星系中心超大质量黑洞的秘密。但是它们究竟是什么呢?它们和普通黑洞又有什么区别呢?

比哈勃望远镜精确10倍的ALMA望远镜到底有多厉害?

其实,超大质量黑洞是最大的黑洞,是太阳质量的成百上千倍或是成千上亿倍。在这里,我们将“太阳质量”作为测量恒星和黑洞质量的单位,太阳的质量就是一个太阳质量。天文学家们认为银河系的中心也有一个超大质量黑洞。实际上,现在大家普遍认为,绝大多数的星系中心都有一个超重黑洞。

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不过不是所有黑洞都遵循着同一个运转模式,这曾经一度迷惑着天文学家们。要想增强对它们的认知,观察它们并一探究竟是最好的方法。通过使用ALMA望远镜,天文学家们抓拍到了史上关于物质流入黑洞的最好的照片,拍摄对象是NGC1433星系。

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黑洞不仅会吸入物质,而且也是会释放物质的,它在吸入物质的过程中会从自身的上部和下部以强力喷流的形式喷射出高能辐射。ALMA望远镜带给我们的新发现捕捉到了有史以来除我们星系之外的最小流出物所在的星系。

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只有看得更细致一点,拍到更高清的照片,我们才能发掘出星系中心的更多秘密。ALMA望远镜的强大实力会在我们探索这样的黑洞能量来源的旅途中起到很关键的作用。

ALMA望远镜可以捕捉到人类肉眼不能探测到的光。人类肉眼可见光的波长很短,短到足以用“纳米”来衡量——纳米是毫米的百万分之一。而ALMA望远镜捕捉到的光波长却为数毫米,比可见光的波长长多了。

宇宙最大的类星体群结构:星系群延伸40亿光年

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天文学家首次发现了宇宙中最大的结构,其巨大程度甚至让现代宇宙学理论认为它就不可能存在。

根据来自斯隆数字巡天项目的数据,一个国际天文学家小组发现了一个创纪录的类星体集群结构,其延伸超过40亿光年。

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类星体又称为似星体、魁霎或类星射电源,它是宇宙早期的星系核心。所谓类星体,是一类极端明亮、极端活跃且年轻的活动星系。该项研究的第一作者,英国天文学家罗杰·克洛斯表示:“这项发现很大程度上来讲是一个惊喜,因为它着实突破了我们所知晓的宇宙中最大结构的尺度。”相比之下,我们所在的银河系直径不过仅有数十万光年,而银河系所处的上一级结构,即室女星系团,其延伸也仅有数亿光年而已。

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挑战现有理论

克洛斯表示,天文学家们多年前便已经知道类星体可以形成巨大的集群,延伸超过7亿光年。然而此次所发现的,由73个类星体组成的超级集群延伸的距离实在是让人大为吃惊。

天文学家们之所以感到惊愕不已,是因为现有的天体物理学模型似乎限定了宇宙中所存在结构的规模上限是其尺度不应超过12亿光年。克洛斯表示:“因此,这一发现对我们现有的知识理论构成挑战,我们此次并不是解决了一个问题,而是新发现了一个问题。”

这一巨大的结构被简单地称作“大型类星体团”,它的发现同时还颠覆了另外一项基本宇宙学原理,那就是当在大尺度上进行观察时,宇宙应当是总体均匀的。克洛斯说:“这可能意味着以前我们对于宇宙的数学描述都过于简单了,更好的模型或许应当是远比这更加困难和复杂的。”

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揭示星系奥秘

天文学家发现宇宙中最大结构的意义不仅在于其巨大的规模打破了原有纪录,而且其本身还将可能有助于人们开展对类似银河系的星系在演化方面的研究工作。类星体是在宇宙尚年轻之时存在的一类能发出强烈能量的活动星系,它们是宇宙中最明亮、最强大的天体之一。它们代表了一个存在于星系演化早期,然而却十分短暂的阶段,这将有助于揭示早期星系演化的奥秘。

一种理论认为,类星体的这种规模巨大的结合形式可能是现代宇宙中超星系群的前身,然而这两者之间的真正本质联系目前仍不得而知。吉拉德·威灵格是路易斯维尔大学的一位天文学家,他认为这项研究,作为计算机模拟的主要目标之一,也应当更多地通过望远镜的实际观测进行验证。他强调:“这种结构太大,超出了我们根据宇宙大爆炸之后的冲击波理论得到的预期。很可能有某种机制在大尺度上操控着类星体的行为,这可能对早期的宇宙环境产生影响。”


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