2010年5月15日 星期六

銀河的碰撞喚醒沉睡的黑洞!Black holes regulation of quasar dynamics in galaxy collisions

生活在地球的人類雖然只有百年的壽命, 可是心裡卻想著幾十億年的宇宙故事. 拜理論跟電腦模擬之賜, 一些故事現在可以感受一下了. 這影片介紹兩銀河系碰撞的故事, 故事時間是20億年. 兩個銀河系中間都有一個黑洞也都很穩定的轉著, 模擬中顏色的亮度代表氣體的密度, 而顏色的色彩代表氣體的溫度. 當銀河系互相靠近的時候, 物質開始互相吸引, 產生第一次碰撞. 各自的銀河系的物質開始分部不均, 向各自的中心坍縮, 發射出氣體, 然後慢慢的兩個銀河系會坍在一起, 在中間形成類星體, 這時候氣體會大量噴射而出, 可以看到壯觀的爆發. 然後因為沒有氣體了星系的表示就慢慢暗下來. 很特別的故事, 像是銀河系的相遇也會曲終人散一樣. 裡面很多的劇情也都符合目前實際天文觀測的結果喔!


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scimage 提到...

http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%B1%BB%E6%98%9F%E4%BD%93
1963年美國天文學家馬丁·施密特發現在3C 273的光譜中具有與 3C 48 類似的現象,通過仔細研究,他發現這些發射線實際上是人們早已熟知的氫的發射線,只不過朝著紅光的方向移動了相當長的一段距離,也就是說它們具有非常大的紅移。

由於在光學望遠鏡中觀察,類星體與普通的恆星看上去似乎沒有區別,因此得名類星體(Quasi Stellar Object,或者quasar)。
絕大多數類星體都有非常大的紅移值(用Z表示)。類星體3C273(QSO1227+02)的Z=0.158,遠遠超過了一般恆星的紅移值。有不少類星體的紅移值超過了1,有的甚至達到4以上。根據哈柏定律,它們的距離遠在幾億到幾十億光年之外。

觀測發現,有的類星體在幾天到幾周之內,光度就有顯著變化。因為輻射在星體內部的傳播速度不可能快於光速,因此可以判定這些類星體的大小最多只有幾「光日」到幾「光周」,大的也不過幾光年,遠遠小於一般的星系的尺度。

類星體最初是在無線電波段發現的,然而它在光學波段、紫外波段、X射線波段都有很強的輻射,無線電波段的輻射只是很小的一部分。
20世紀90年代中期,隨著觀測技術的提高,類星體的謎團開始逐漸被揭開。其中一個重要的成果是觀測到了類星體的宿主星系,並且測出了它們的紅移值。由於類星體的光芒過於明亮,掩蓋了宿主星系相對暗淡的光線,所以宿主星系之前並沒有引起人們的注意。直到在望遠鏡上安裝了類似觀測太陽大氣用的日冕儀一樣的儀器,遮擋住類星體明亮的光,才觀測到了它們所處的宿主星系。

越來越多的證據顯示,類星體實際是一類活動星系核(AGN)。而在同一時期,賽弗特星系和蠍虎BL天體也被證實為是活動星系核,一種試圖統一無線電星系、類星體、賽弗特星系和蠍虎BL天體的活動星系核模型逐漸受到普遍認可。

這個模型認為,在星系的核心位置有一個超大質量黑洞,在黑洞的強大引力作用下,附近的塵埃、氣體以及一部分恆星物質圍繞在黑洞周圍,形成了一個高速旋轉的巨大的吸積盤。在吸積盤內側靠近黑洞視界的地方,物質掉入黑洞里,伴隨著巨大的能量輻射,形成了物質噴流。而強大的磁場又約束著這些物質噴流,使它們只能夠沿著磁軸的方向,通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者,就觀測到了類星體,如果觀察者觀測活動星系核的視角有所不同,活動星系核則分別表現為無線電星系、賽弗特星系和蠍虎BL天體。這樣一來,類星體的能量疑難初步得到解決。

類星體與一般的那些「平靜」的星系核不同之處在於,類星體是年輕的、活躍的星系核。由類星體具有較大的紅移值,距離很遙遠這一事實可以推想,我們所看到的類星體實際上是它們許多年以前的樣子,而類星體本身很可能是星系演化早期普遍經歷的一個階段。隨著星系核心附近「燃料」逐漸耗盡,類星體將會演化成普通的螺旋星系和橢圓星系。

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