伯明翰大學(xué)的天文學(xué)家卡勒姆·貝爾豪斯將于2019年7月3日，在蘭開斯特舉行的拉斯國(guó)家天文學(xué)會(huì)議上介紹一個(gè)活躍黑洞在一個(gè)奇異“水母”星系死亡中所扮演的角色。

水母星系JO201中心的超大質(zhì)量黑洞正在剝離氣體并將其拋向太空，加速抑制恒星的形成，有效地“殺死”了整個(gè)星系。水母星系是一種壯觀的星系，當(dāng)它們以超音速穿過密集的星系團(tuán)核心時(shí)，會(huì)經(jīng)歷一個(gè)戲劇性的轉(zhuǎn)變過程。

外部的拖曳力撕裂了星系氣體，這一過程被稱為沖壓壓力剝離，留下延伸的觸手拖著物質(zhì)。JO201的命運(yùn)是由Bianca Poggianti博士，領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組喘息(氣體剝離現(xiàn)象)合作研究114個(gè)水母星系的一部分。為了在三維空間中探索水母星系的結(jié)構(gòu)，并估計(jì)它們轉(zhuǎn)變的時(shí)間尺度，貝爾豪斯創(chuàng)造了互動(dòng)模型，也可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中體驗(yàn)。研究表明，JO201原本是一個(gè)巨大的螺旋星系，以超音速通過Abell 85這個(gè)巨大星系團(tuán)已經(jīng)有大約10億年了。當(dāng)水母星系沿著視線移動(dòng)時(shí)，它的觸須在模型中看起來縮短了。

但是研究小組估計(jì)它們?cè)趈o201之后的距離是94千帕秒——大約是我們銀河系直徑的三倍。星系通過不斷從氣體中形成新的恒星來維持自身，因此了解氣體如何進(jìn)出星系有助于了解它是如何演化的。JO201的例子表明，當(dāng)它穿過星系團(tuán)并面臨越來越多的氣體被極端剝離時(shí)，平衡是如何向遠(yuǎn)離恒星形成的方向傾斜。由于沖壓壓力剝離過程，JO201向水母星系的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致了恒星形成短暫增加。壓縮的氣體云已經(jīng)坍縮，在星系的圓盤上形成了一圈恒星。

觸手上密集的結(jié)像雨云一樣凝結(jié)，開始在星系的尾流中形成新恒星。然而，在過去的幾億年間，黑洞似乎已經(jīng)撕裂了氣體，在星系盤的中心留下了一個(gè)巨大空洞。研究小組認(rèn)為，沖壓壓力剝離可能將氣體匯集到星系的中心部分，在那里引發(fā)黑洞爆炸物質(zhì)，并產(chǎn)生沖擊波，留下一個(gè)空腔。在水母星系中，一個(gè)重要的平衡作用發(fā)生在提高或降低恒星形成率的過程中。在JO201的例子中，中心黑洞被沖壓壓力剝離激發(fā)并開始釋放氣體。

這意味著星系正在從內(nèi)部被掏空，同時(shí)也在從外部被撕裂。到目前為止，JO201是超大質(zhì)量黑洞和沖壓壓力剝離在水母星系中“熄滅”恒星形成過程中的一個(gè)獨(dú)特例子。研究這些奇怪的物體，可以讓我們了解星系經(jīng)歷的復(fù)雜過程。圖顯示水母星系JO201/JW100/JO194中恒星和氣體分布三維模型相互作用的可視化。該模型是利用天空中恒星和氣體的空間分布建立，速度沿視線給出了深度，紅色=氫，藍(lán)色=氮，綠色=氧，白色=星星。

博科園｜研究/來自：皇家天文學(xué)會(huì)

參考期刊《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》

DOI: 10.1093/mnras/stz1443

DOI: 10.1093/mnras/stz460

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