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仔细观察相互作用的星系

科学家研究星系碰撞如何扭曲所涉及星系的形状,包括中心黑洞周围区域的形状和方向,帮助揭示银河系中的气体如何有效地进入黑洞,以及来自核区域的光是否可能通过观察银河系的材料盘而被遮蔽。 /

大约三十年前,红外天文卫星IRAS发现宇宙中包含许多非常亮的星系,其中一些比我们自己的星系亮了一千倍以上,但在光学波长上几乎看不见。它们光学暗淡的原因是它们的明亮光线不是来自恒星,它可以在可见光中看到,而是从被恒星形成爆发加热到大约70开尔文温度(大约零下摄氏200度)的温度下所产生的尘埃红外辐射占主导地位。夜光星系不仅可以揭示星系如何演化并形成恒星,它们还可以作为可在宇宙间距离上看到的灯笼,从而帮助科学家研究相对早期的宇宙。

IRAS星系发光,因为它们含有这么多温暖的尘埃。天文学家怀疑他们中的大多数人都参与了碰撞事件,这些事件刺激了剧烈的恒星形成,因为引力作用会引起星际气体凝结成恒星。天文学家的问题是如何确认和完善这些一般性结论。 CfA天文学家进行了积极的研究工作,利用计算机模拟相互作用的星系来计算这些系统的亮度,揭示它们的光度随时间演变的方式,并确定星爆活动对红外辐射的具体贡献。

CfA天文学家Lars Hernquist和Chris Hayward及其两位同事的一篇新论文仔细研究了星系碰撞可能扭曲所涉及的星系形状的方式,包括中心黑洞周围区域的形状和方向。他们比较了原子核的方向(用圆盘和流出射流测量)与宿主星系的大尺度方向。在他们的计算机模拟中,他们报告只发现这些对齐之间的弱相关性。事实证明,随着巨大的物质簇落入黑洞区域并改变其旋转,或者随着旋转星系气体中曲折的发展和演变而逐渐变得更加缓慢,很容易引入错位。他们的结论与观测资料非常吻合,即主星系的自旋轴与其黑洞核的取向之间的相关性很差。这些结果将有助于阐明一系列相关问题,包括银河系中的气体如何有效地进入黑洞,以及核区域的光线是否可能通过观测银河系的材料盘而被遮挡。

资料来源:哈佛史密森天体物理中心

图片:霍普金斯2012