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研究人员:星系碰撞,黑洞“遭殃”

研究人员用可视化动态模型模拟了两种场景。上面的场景为内核活跃性下降的碰撞事件;下面的场景为内核活跃性上升的碰撞事件。

气体从星系核中抽离(艺术处理图)。

此前,科学家们一直认为,星系之间的碰撞必然会使其中心的大质量黑洞更加活跃。然而,在完成最精确的碰撞事件模拟后,日本东京大学的研究人员发现:有的碰撞事件反而会使中心黑洞的活动减少。其原因在于,部分正面碰撞实际上可能会清除星系的核内物质,让黑洞失去驱动燃料。相关研究成果刊登在《自然?天文学》杂志中。

星系碰撞等宏观现象,被认为是宇宙中的巨大灾难。但事实上,它更接近于吸积云的结合――较小的吸积云通常会被较大的吸积云吸收,而它们内部的恒星则不太可能发生碰撞。然而,即便如此,星系碰撞还是可能产生深远影响。

星系的碰撞方式有所不同。例如,小星系与大星系外部碰撞时,有时会直接穿过,有时又会发生合并。不论哪种情况,两个星系都会交换大量恒星。而当星系发生正面碰撞时,较小的星系会被较大星系的压倒性潮汐力撕裂。在这种情况下,星系核内就会发生一些有趣的“故事”。

日本东京大学研究人员Yohei Miki说:“在大多数星系的中心,都存在一个巨大的黑洞(MBH)。天文学家们一直认为碰撞事件会以原子核内物质的形式,为MBH提供能量,显著增强其活跃性。现在,我们有充分的理由相信,事情并非一定如此。”

为进一步验证上述观点,Miki构建了十分详细的星系碰撞场景模型,并在超级计算机上进行测试。研究人员惊讶地发现,在某些情况下,来袭的小星系可能会剥离大星系MBH周围的物质。这将降低黑洞的活跃性。

“我们计算了环绕MBH的环状气体的动态演化情况。”Miki说,“如果来袭的小星系加速了环状气体的运动速度,使其超过了由MBH属性决定的阈值,核内物质就会被抛出,从而导致MBH‘挨饿’。不过,我们还无法确定这种状况对MBH活动的抑制作用将维持多久,有可能是上百万年。”

研究人员表示,新研究可以帮助人类了解银河系的演变情况。天文学家们坚信,银河系此前曾与许多小星系发生碰撞。

科界原创

编译:雷鑫宇

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《自然 天文学》

期刊编号:2397-3366

原文链接:

https://phys.org/news/2021-01-galaxies-collide-galactic-collisions-starve.html

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