星系尺寸影响两大星系“合并者”的结局

一项研究的成果显示，暴烈性强的星系比暴烈性弱的星系碰撞事件能够有效地激活黑洞形成的机制。当两个宇宙星系发生了碰撞时，一直潜藏在各自星系中心的超大质量黑洞随之发生了碰撞与合并的事件，但是，在两个星系发生碰撞之前，星系中心的黑洞通常吸进了大量的气体和尘埃，爆发出十分明亮的闪耀，星系产生了明亮的闪射，星系的内核被天文学家称为活动星系核（AGN），但是，不是所有的星系合并都会带来了同样性质和数量的星系核，有些星系的合并仅产生了一个活跃的黑洞或星系核带有，一个星系可能有两个活跃的黑洞或星系核。

科罗拉多大学的波尔德分校的一支天文团队由斯科特·巴罗斯带队，他们在观测天文时有了一个设想，在星系双方的尺度不匹配的情形下，或当两个合并的星系有一个是“大个子”，有一个是“小个子”时，单个的活跃星系核更容易产生。当倾斜或不匹配的大个子星系闯入小个头星系时，大星系和小星系的合并过程减少了几分暴烈性，较少的气体和尘埃物质跌入了黑洞，只有较少的食料送进了黑洞的“胃口”，在两个大小星系发生碰撞的过程中，形成两个活跃星系核的可能性大为减少。

科罗拉多大学的天文团队在全美天文学会第二十三届天文大会期间举办了一场新闻发布会，公布了他们的研究成果，第二十三届年度全美天文大会在科罗拉多州的丹佛市举办。博士后助理研究员巴罗斯在科罗拉多大学的天体物理学和太空天文学(CASA)任教和从事研究活动，他和多所大学的同行使用了钱德拉X—射线天文台收集的数据，钱德拉太空天文台系统地扫描了太空，收集了活动星系核发射的信号，通过一种寻找“补偿星系”的方法发现了逐渐演进的星系合并者。

补偿星系有单一的活动星系核，而星系核通常位于星系中心以外的地方，星系核缺失了对称结构的布置，似乎说明了一个事实，第二个超大质量的黑洞还没有卷进来，可能躲藏在附近的某个地方，等待着碰撞和合并的机会。巴罗斯和同事集合了10个补偿星系的样本，他们将补偿星系的样本和有双活动星系核的星系进行了对比分析，得出了十分明确的结论。

10个星系中的9个有一个来自于倾斜或尺寸不匹配星系中的活跃黑洞，在尺寸不匹配的两个星系发生碰撞的情形中，一个星系比另外一个星系的尺寸大了4倍，三分之二的星系有两个活跃的黑洞或两个活跃的星系核，这些星系的尺寸几乎相同，体量对等的星系正在经历一场势均力敌的大碰撞。当两个尺寸大致相同的星系发生碰撞时，各自拥有的黑洞释放了巨大的引力，在各自引力的作用下，气体和尘埃混合而成的“云物质”如同雨点一般落入了各自星系的黑洞。

在星系尺寸不匹配的合并者情形中，两个星系中心的“大黑洞”和“小黑洞”同样释放了引力，巨大的引力反过来将气体和尘埃吸进各自星系中心的黑洞，但是，它们彼此释放了相对小的引力。科罗拉多大学的天文团队难以确定一个结果，究竟是哪一个星系中心黑洞在倾斜或尺寸不匹配的两个星系的碰撞中被激活了，可能是“大星系”中被激活的大黑洞，在其它的情形中，可能是“小星系”中被激活的的小黑洞。巴罗斯和同事在下一阶段的研究活动中将会聚焦在一个黑洞物理学的问题，两个发生了碰撞与聚合的黑洞如何影响了星系的进化，聚合或合并的黑洞如何毁灭和创造了星系中的恒星。

（编译：2021-6-7）

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