星系碰撞,黑洞“遭殃”

星系碰撞,黑洞“遭殃”

研究人員用視覺化動態模型模擬了兩種場景。上面的場景為核心活躍性下降的碰撞事件;下面的場景為核心活躍性上升的碰撞事件。

星系碰撞,黑洞“遭殃”

氣體從星系核中抽離(藝術處理圖)。

此前,科學家們一直認為,星系之間的碰撞必然會使其中心的大質量黑洞更加活躍。然而,在完成最精確的碰撞事件模擬後,日本東京大學的研究人員發現:有的碰撞事件反而會使中心黑洞的活動減少。其原因在於,部分正面碰撞實際上可能會清除星系的核內物質,讓黑洞失去驅動燃料。相關研究成果刊登在《自然?天文學》雜誌中。

星系碰撞等宏觀現象,被認為是宇宙中的巨大災難。但事實上,它更接近於吸積雲的結合——較小的吸積雲通常會被較大的吸積雲吸收,而它們內部的恆星則不太可能發生碰撞。然而,即便如此,星系碰撞還是可能產生深遠影響。

星系的碰撞方式有所不同。例如,小星系與大星系外部碰撞時,有時會直接穿過,有時又會發生合併。不論哪種情況,兩個星系都會交換大量恆星。而當星系發生正面碰撞時,較小的星系會被較大星系的壓倒性潮汐力撕裂。在這種情況下,星系核內就會發生一些有趣的“故事”。

日本東京大學研究人員Yohei Miki說:“在大多數星系的中心,都存在一個巨大的黑洞(MBH)。天文學家們一直認為碰撞事件會以原子核內物質的形式,為MBH提供能量,顯著增強其活躍性。現在,我們有充分的理由相信,事情並非一定如此。”

為進一步驗證上述觀點,Miki構建了十分詳細的星系碰撞場景模型,並在超級計算機上進行測試。研究人員驚訝地發現,在某些情況下,來襲的小星系可能會剝離大星系MBH周圍的物質。這將降低黑洞的活躍性。

“我們計算了環繞MBH的環狀氣體的動態演化情況。”Miki說,“如果來襲的小星系加速了環狀氣體的運動速度,使其超過了由MBH屬性決定的閾值,核內物質就會被丟擲,從而導致MBH‘捱餓’。不過,我們還無法確定這種狀況對MBH活動的抑制作用將維持多久,有可能是上百萬年。”

研究人員表示,新研究可以幫助人類瞭解銀河系的演變情況。天文學家們堅信,銀河系此前曾與許多小星系發生碰撞。

科界原創

編譯:雷鑫宇

審稿:西莫

責編:陳之涵

期刊來源:《自然?天文學》

期刊編號:2397-3366

原文連結:

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

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