圖為一對相互碰撞的名為“VV705”的合併星系。
當發生最劇烈的碰撞時，星系會因受激發而變得明亮，尤其在紅外線波段上，這時它們是天空中最明亮的一類天體。因為光度足夠高，人類能夠在相隔甚遠的宇宙距離之外研究它們，天文學家們也才得以推斷重建出宇宙的早期活動。據英國《皇家天文學會月刊》（MNRAS）日前刊發的一篇研究論文稱，一系列小樣本的合併星系模擬實驗初步表明，活躍的星系核心（AGN）對星系整體亮度的能量貢獻率有時高達90%，有時低於20%。
具體來講，兩種天體物理過程導致了輻射的增強：一是恆星形成的爆炸過程，二是對星系中心的超大質量黑洞——活躍的星系核心（an active galactic nuclei，簡稱AGN）——的激發助燃過程。雖然在理論上這兩個過程完全不同很容易區分（比如AGN會產生溫度高得多的紫外線和X射線輻射），但實際上星系塵埃會讓它們原本區別很大的外貌特徵變得模糊不清或暗淡無光。天文學家們經常利用星系整個輻射光譜——從紫外線到遠紅外線——的能量分佈（spectral energy distribution，簡稱SED）來診斷具體輻射情形。吸收了大量輻射的塵埃也會以波長更長的紅外線形式再次產生輻射，科學家們可以利用計算機代碼進行模擬實驗，揭示出其中數量眾多的物理效應過程。
科學家推斷，如果恆星的爆發是早期宇宙中明亮星系的能量來源，今天我們看到的許多恆星可能都形成於這類天體活動，如果它們的能量來源主要是AGN的激發助燃過程，這些星系應該會產生更多噴流，新生恆星的數量也會更少。
來自美國哈佛大學和史密森學會聯合運營的天體物理中心（CfA）的天文學家們對24個離地球相對較近的、明亮的合併星系進行了分析，力圖搞清AGN活動在多大程度上為星系發光現象提供了能量以及提供頻率的高低。
結果顯示，天文學家們發現在他們的星系樣本中,AGN對星系整體亮度的能量貢獻率有時高達90%，而在其它情況下，它低於20%，幾乎可以忽略不計。該小組試圖將AGN能量貢獻率的大小與整個星系系統的合併階段（從合併之初到最後合併）聯繫起來，然而，他們的樣本數量太少，限制了其結論的普遍性。他們目前正致力於將該分析擴展到數百個合併星系，從而為該結論提供更強有力的論據支撐。
編譯：Jonathan 審稿：alone 編輯：程建蘭
來源： https://scitechdaily.com/astronomers-determine-what-powers-the-most-luminous-galaxies/
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