05.05 比哈勃望遠鏡精確10倍的ALMA望遠鏡到底有多厲害?

多虧了強力的ALMA望遠鏡,天文學家們才得以發現某些星系中心超大質量黑洞的秘密。但是它們究竟是什麼呢?它們和普通黑洞又有什麼區別呢?

比哈勃望遠鏡精確10倍的ALMA望遠鏡到底有多厲害?

其實,超大質量黑洞是最大的黑洞,是太陽質量的成百上千倍或是成千上億倍。在這裡,我們將“太陽質量”作為測量恆星和黑洞質量的單位,太陽的質量就是一個太陽質量。天文學家們認為銀河系的中心也有一個超大質量黑洞。實際上,現在大家普遍認為,絕大多數的星系中心都有一個超重黑洞。

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不過不是所有黑洞都遵循著同一個運轉模式,這曾經一度迷惑著天文學家們。要想增強對它們的認知,觀察它們並一探究竟是最好的方法。通過使用ALMA望遠鏡,天文學家們抓拍到了史上關於物質流入黑洞的最好的照片,拍攝對象是NGC1433星系。

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黑洞不僅會吸入物質,而且也是會釋放物質的,它在吸入物質的過程中會從自身的上部和下部以強力噴流的形式噴射出高能輻射。ALMA望遠鏡帶給我們的新發現捕捉到了有史以來除我們星系之外的最小流出物所在的星系。

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只有看得更細緻一點,拍到更高清的照片,我們才能發掘出星系中心的更多秘密。ALMA望遠鏡的強大實力會在我們探索這樣的黑洞能量來源的旅途中起到很關鍵的作用。

ALMA望遠鏡可以捕捉到人類肉眼不能探測到的光。人類肉眼可見光的波長很短,短到足以用“納米”來衡量——納米是毫米的百萬分之一。而ALMA望遠鏡捕捉到的光波長卻為數毫米,比可見光的波長長多了。

宇宙最大的類星體群結構:星系群延伸40億光年

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天文學家首次發現了宇宙中最大的結構,其巨大程度甚至讓現代宇宙學理論認為它就不可能存在。

根據來自斯隆數字巡天項目的數據,一個國際天文學家小組發現了一個創紀錄的類星體集群結構,其延伸超過40億光年。

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類星體又稱為似星體、魁霎或類星射電源,它是宇宙早期的星系核心。所謂類星體,是一類極端明亮、極端活躍且年輕的活動星系。該項研究的第一作者,英國天文學家羅傑·克洛斯表示:“這項發現很大程度上來講是一個驚喜,因為它著實突破了我們所知曉的宇宙中最大結構的尺度。”相比之下,我們所在的銀河系直徑不過僅有數十萬光年,而銀河系所處的上一級結構,即室女星系團,其延伸也僅有數億光年而已。

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挑戰現有理論

克洛斯表示,天文學家們多年前便已經知道類星體可以形成巨大的集群,延伸超過7億光年。然而此次所發現的,由73個類星體組成的超級集群延伸的距離實在是讓人大為吃驚。

天文學家們之所以感到驚愕不已,是因為現有的天體物理學模型似乎限定了宇宙中所存在結構的規模上限是其尺度不應超過12億光年。克洛斯表示:“因此,這一發現對我們現有的知識理論構成挑戰,我們此次並不是解決了一個問題,而是新發現了一個問題。”

這一巨大的結構被簡單地稱作“大型類星體團”,它的發現同時還顛覆了另外一項基本宇宙學原理,那就是當在大尺度上進行觀察時,宇宙應當是總體均勻的。克洛斯說:“這可能意味著以前我們對於宇宙的數學描述都過於簡單了,更好的模型或許應當是遠比這更加困難和複雜的。”

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揭示星系奧秘

天文學家發現宇宙中最大結構的意義不僅在於其巨大的規模打破了原有紀錄,而且其本身還將可能有助於人們開展對類似銀河系的星系在演化方面的研究工作。類星體是在宇宙尚年輕之時存在的一類能發出強烈能量的活動星系,它們是宇宙中最明亮、最強大的天體之一。它們代表了一個存在於星系演化早期,然而卻十分短暫的階段,這將有助於揭示早期星系演化的奧秘。

一種理論認為,類星體的這種規模巨大的結合形式可能是現代宇宙中超星系群的前身,然而這兩者之間的真正本質聯繫目前仍不得而知。吉拉德·威靈格是路易斯維爾大學的一位天文學家,他認為這項研究,作為計算機模擬的主要目標之一,也應當更多地通過望遠鏡的實際觀測進行驗證。他強調:“這種結構太大,超出了我們根據宇宙大爆炸之後的衝擊波理論得到的預期。很可能有某種機制在大尺度上操控著類星體的行為,這可能對早期的宇宙環境產生影響。”


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