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宇宙奇觀:巨型螺旋星系噴射驚人相對論噴流

位於寶瓶座、距離地球約9.47億光年的2MASX J23453268-0449256(簡稱J2345-0449)是一個極其龐大、快速旋轉且噴射噴流的螺旋星系。其中心存在著一個質量為太陽數十億倍的超大質量黑洞,驅動著長達600萬光年的巨大無線電噴流。這是目前已知螺旋星系中最大的噴流之一,顛覆了傳統的星系演化理論,因為如此強大的噴流通常只出現在橢圓星系中,而非螺旋星系。這也意味著,我們的銀河系未來也有可能產生類似的能量噴流。

這張影像展示了螺旋星系2MASX J23468-0449256及其巨大的無線電噴流。影像來源:Bagchi等人/巨型米波射電望遠鏡。

「這項發現不僅僅是一個奇觀,它迫使我們重新思考星系如何演化,以及超大質量黑洞如何在其中成長並塑造其環境,」CHRIST大學的Joydeep Bagchi教授表示。

「如果一個螺旋星系不僅能在如此極端的條件下生存,還能蓬勃發展,這對像我們銀河系這樣的星系未來意味著什麼?」

「我們的銀河系是否有一天也會經歷類似的高能現象,並對其中珍貴生命的生存產生嚴重影響?」

在這項新研究中,天文學家揭示了螺旋星系J2345-0449的結構和演化,其大小是銀河系的三倍。

透過美國宇航局/歐洲太空總署的哈伯太空望遠鏡、巨型米波射電望遠鏡、阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)以及多波長分析,他們在其核心發現了一個巨大的超大質量黑洞,以及目前已知螺旋星系中最大的無線電噴流之一,使其成為一個罕見現象。

傳統上,科學家認為如此巨大的噴流活動會破壞螺旋星系的精細結構。

然而,出乎意料的是,J2345-0449保持了其寧靜的特性,擁有清晰的旋臂、明亮的核棒和未受幹擾的恆星環,同時還擁有在這種環境中觀測到的最極端的黑洞之一。

更令人費解的是,該星系被一個巨大的熱X射線氣體暈包圍,這為其歷史提供了關鍵線索。

儘管這個氣體暈隨著時間的推移逐漸冷卻,但黑洞的噴流就像一個宇宙熔爐,阻止了新的恆星形成,儘管存在豐富的恆星形成物質。

作者還發現,J2345-0449的暗物質含量是銀河系的10倍,這對其快速旋轉的盤面穩定性至關重要。

「理解這些罕見的星系可以為我們提供關於宇宙中看不見的力量的重要線索,包括暗物質的本質、星系的長期命運以及生命的起源,」CHRIST大學的博士生Shankar Ray表示。

「最終,這項研究讓我們離解開宇宙之謎更近了一步,提醒我們宇宙仍然充滿了超出我們想像的驚喜。」

這項研究結果發表在《皇家天文學會月報》上。

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Joydeep Bagchi等人. 2025. 揭示具有Mpc級無線電噴流的巨型螺旋星系的核球-盤面結構、AGN反饋和重子景觀. MNRAS 538 (3): 1628-1652; doi: 10.1093/mnras/staf229