恆星誕生於超大質量黑洞的噴流中

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恆星誕生於超大質量黑洞的噴流中

歐洲南方天文台（ESO）甚大望遠鏡（Very Large Telescope, VLT）觀測發現，星系中央超大質量黑洞向外噴射的物質形成的激流中，有恆星形成。這是首次獲得的恆星在如此極端環境內形成的觀測證據。這一發現將幫助我們理解星系的性質和演化過程。研究成果發表於Nature雜誌。

由英國領導的一個歐洲天文學家團隊利用甚大望遠鏡上的多目標光譜探測儀（MUSE）和X-shooter儀器，研究被稱為IRAS F23128-5919的兩個星系正在進行中的碰撞情況，距離地球約6億光年。研究者在其中位於南部的星系的中心部位，觀測到源自超大質量黑洞的巨大物質噴流，並且首次發現恆星正在這些噴流中形成的清晰證據。

這樣的星系噴流是由活躍、動蕩的星系中心輸出的巨大能量驅動的。超大質量黑洞潛藏在大多數星系的中央，當它們吞噬星系物質時，它們也會加熱周圍氣體，並以猛烈、密集的「狂風」形式將其從星系中拋出。「天文學家曾經認為，這些噴流內的條件可能適合恆星形成，但沒有人觀測到過它的發生，因為這樣的觀測非常困難，」研究組組長劍橋大學的羅伯托·麥歐利諾（Roberto Maiolino）教授說，「我們的研究結果是激動人心的，因為它明確顯示了恆星正在這些噴流的內部形成。」

研究組首先直接研究噴流中的恆星，以及恆星周圍的氣體。通過使用兩台世界領先水平的光譜儀器，多目標光譜探測儀和X-shooter，他們可以對發射光線的性質進行詳細的分析，進而確定其來源。根據以往研究，年輕恆星的輻射會使附近的氣體雲以特殊方式發光。X-shooter儀器的極高靈敏度，使研究組得以排除導致這種光亮的其他可能性，包括氣體震蕩或是星系活躍的核心。研究組隨後對噴流中的一群新生恆星進行了直接觀測。研究者認為這些恆星形成最多幾千萬年，而且初步的分析顯示它們比在不那麼極端的環境比如星系盤中形成的恆星，要溫度更高而且更加明亮。

更進一步，研究者還確定了這些恆星的運動方向和速度。該區域大部分恆星發出的光線顯示，這些恆星正在以極高的速度遠離星系中心，這是合理的，類似於激流中物體的運動。該研究的共同作者，劍橋大學天文學研究所的海倫·拉塞爾（Helen Russell）博士補充道：「形成於星系中心附近噴流中的恆星，其速度可能會減慢，甚至開始往回走，但對於那些形成於噴流中遠離星系中心區域的恆星，它們的減速較少，甚至可能從星系飛離出去。」這次發現將為我們理解一些天體物理學問題提供嶄新的信息，包括一些特定的星系如何形成它們的形狀，以及星系間的太空為何富含重元素，甚至還可能解釋宇宙紅外背景輻射為什麼上升。麥歐利諾教授對未來的研究充滿期待：「如果正如一些理論預測的，恆星的形成真的在大多數星系的噴流之中發生，那這將為我們理解星系演化提供全新的情境。」

（原載於www.eso.org，2017年3月27日）

翻譯：孫麗思

校對：武瑋光

排版：武瑋光

責任編輯：解仁江

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