宇宙最明亮星系？其实核心是超大黑洞
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活跃星系是夜空中最明亮最引人注目的天体之一。它们往往非常巨大而遥远，中央潜伏着超大质量黑洞。随着物质坠落黑洞，它们放射出数量惊人的能量。最近，天文学家发现一些活跃星系躲在巨大的气体和尘埃云后面。一直以来，科学家不知道这些罕见的星系如何形成，又如何“进食”。
类星体W2246是迄今为止发现的宇宙内最明亮的星系。通过研究，天文学家进一步了解W2246的起源。他们发现了明确迹象，证明W2246通过与其它星系合并，逐渐拥有现在的庞大身躯。研究论文刊登在《科学》杂志上。
2010年，广域红外探测器（WISE）在进行全天域红外观测时发现了W2246。不过，我们不知道它今天的模样。观察遥远的宇宙天体时，我们探测到的光线需要经过很长时间才能进入我们的视线。这个星系距地球异常遥远。WISE观测到的是远古时代的W2246影像，当时的宇宙年龄只有现在的8%左右。
W2246拥有超乎寻常的亮度，是银河系的1万倍。2016年，科学家曾借助先进的望远镜——包括阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）、哈勃太空望远镜和赫歇尔太空望远镜——对W2246进行观测，证实它是迄今为止在宇宙内发现的最明亮星系。
W2246释放的能量来自于中央的一个紧凑区域。观测图像显示这个区域存在一个引人注目的炙热高压气云，可能以气泡的形式朝着各个方向膨胀。借助ALMA阵列和央斯基甚大阵列（JCLA），智利的科学家塔尼奥·迪亚兹·桑托斯和其他11位天文学家对W2246进行了最新一轮观测，揭示W2246内气体和尘埃云的空前细节。
W2246是否不靠吞噬附近星系便拥有超乎寻常的亮度？长久以来，这个问题一直困扰天文学家，同时也挑战有关星系形成的理论。新观测结果表明很多伴星系都被无情吞噬，证据之一便是连接富碳固态物质（与柴油机油烟类似）的尘桥。这些尘桥暴露了伴星系物质坠入超大质量黑洞的轨迹。
尘桥的存在至关重要，因为构成这些尘埃的物质只能由大质量恒星内部的核反应产生，在恒星发生超新星爆炸时散播到这个星系周围。这意味着W2246周围的气体一度环绕星系内的恒星——可能是周围的星系——而后W2246才开始上演当前的剧烈活动。新观测获取的图像不仅让科学家洞察这个星系当前的活动，同时也有助于了解它的早期演变。
尘桥一定被加热，否则ALMA阵列无法观测到。占据尘桥的年轻恒星或者来自W2246核心的辐射都能做到这一点。尘桥内的气体状态说明，即使W2246是主要热源，桥内气体仍会因自身引力发生塌陷，在致密的物质云中形成新恒星。中央的黑洞以这些恒星为食，为W2246提供燃料。
根据伴星系的相对速度和彼此间的距离，科学家能够推断出它们的质量。据科学家估计，当前的交互已经持续了近2亿年。科学家根据这一发现确定坠落黑洞的气体速度。研究表明坠落速度足以让W2246上演剧烈的能量输出。
不过，科学家仍无法获取紧凑W2246核心内部活动的细节，因为他们无法观测到“物质雨”坠落黑洞的过程。黑洞随后加热坠落的物质，将它们驱逐。为了了解W2246心脏地带的活动，科学家需要进行更细致的观测。借助ALMA阵列和将于2021年发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，科学家有望揭示W2246伴星系内部及周围的气体和尘埃如果移动和分布，又如何演变成被黑洞吞噬的恒星。
这些观测不仅能够洞察W2246这个最为极端的星系，同时也有助于科学家了解哪些过程造就了更为普通的星系，需要哪些条件才能点燃星系，让星系进入最明亮的阶段。科学家指出大约1亿年后，W2246将完成吞噬附近星系的过程，亮度随之降低。这意味着它将失去“宇宙内最明亮星系”的头衔。这很正常，毕竟没有什么东西是永远不变的。
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文： 安德鲁·布莱恩/漫步宇宙/qqtaikong
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