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老黑洞的秘密、水汽、新恆星

2011/11/17 | | 標籤:

荷蘭萊頓大學的一支天文團隊發現,距離我們120億光年遠的一個早期宇宙的黑洞,周圍有著一圈結構嚴密的氣體塵埃盤,令人眼睛為之一亮。這圈「暈」的本身不算驚喜,是在濃密水汽中有恆星正在形成,才真令人叫絕。

這群由Paul van der Werf所帶領的天文學家,透過法國阿爾卑斯山脈布爾高原上靈敏的電波天線,先前鎖定了一顆類星體附近區域,尋找著水汽的訊號。這顆位置遙遠的類星體(星系),光度來源全仰賴黑洞的成長,而這顆黑洞質量則有太陽幾億倍。

van der Werf表示,在宇宙雲裡,水通常是結冰狀態,不過因為類星體或年輕恆星發出強烈輻射的緣故,冰會被蒸發。這說明了為什麼該團隊會特別選擇在這一個天體附近尋找水汽。「這個天體的位置非常遙遠,所以我們就好像搭上時光機器回到了宇宙的過去一樣,回到它比現在年輕10倍的童年時期。許許多多研究中,這是第一個鎖定要在早期宇宙中找水的。」

這是個很了不起的發現嗎?也不算真的是。以前早就發現過水汽。只不過,這次除了找到水汽總量有地球水量1千兆倍以外,額外發現:它正在形成新恆星!因磁盤結構極為密實的緣故 – 光,幾乎快要不能穿透它;恆星,則正以極快的速度繁殖生長。

由於水分子所發出來的輻射對紅外線反應相當靈敏,所以我們可以使用水汽當作宇宙的紅外光計量表。透過這種方法,我們發現,基本上,所有輻射都被鎖在黑洞周圍的氣體磁盤裡。團隊成員Marco Spaans(荷蘭Groningen大學)進一步解釋了這種現象:「被困住的輻射極為強烈,形成巨大壓力,最後衝破時反將黑洞周圍的氣體塵埃雲吹散。」

這幾位研究人員的發現,為我們更多了解黑洞,或蘊藏有黑洞的那些星系,提出了更複雜的挑戰。來自荷蘭ASTRON的Alicia Berciano Alba表示,黑洞質量和形成黑洞的星系質量二者間具有神秘的關連性,彷彿好像彼此受到了某種過程的制約。我們的研究結果顯示,這些不透明的氣體盤、最終會被受困的輻射所累積的龐大壓力吹散,所以這氣體盤,可能是對星系和黑洞形成過程具有關鍵影響的氣體盤。IRAM研究所所長Pierre Cox,同時也是本篇論文共同作者補充表示:「這個發現藉由水分子來探索最靠近黑洞中心的區域,為早期宇宙的相關研究開啟了一個可能新方向,除了這種方法以外,最靠近黑洞的那個區域,其實相當難以詳加了解。」

IRAM團隊已經鎖定了早期宇宙水分子的其他水庫位置,正準備隆重開工大大深入。欲知後事,下回分解。(Lauren 譯)

資料來源:中研院天文網[2011.11.11]

轉載自台北天文館網路天文館網站

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