超大质量黑洞

而发出各种辐射，引人注目地表明它们自身的存在。其中胃口最好的就是类星体（类星体这个名字的意思是类似恒星的天体，因为它们最初会被误认为恒星）。过去十年的观测，主要是哈勃的观测，已经表明这些类星体通常是与大质量寄主星系联系在一起的。然而，观测一个类星体的寄主星系是一项极具挑战性的工作，因为类星体的光芒完全盖过了寄主星系，遮挡了星系的基本结构。为了克服这个问题，天文学家们设计了一种非常有效的新策略。他们将观测到的20个类星体样本的哈勃超清晰照片和欧南台VLT拍摄的光谱数据，与同时观测的一颗参照恒星相结合。这颗恒星被当作一个参考点光源，被用来将类星体发出的光线与任何可能来自于一个潜在星系的光线分离出来。尽管使用了创新的技术，HE0450-2958周围仍然没有看见寄主星系的踪影。这些结果表明，假如确实存在寄主星系的话，它要么就一定比典型的寄主星系暗淡至少六倍，要么就是半径要小于大约300光年，即比典型的类星体寄主星系小上20-170倍（通常它们的半径都介于6,000到50,000光年之间）。 “有了哈勃和VLT的强大组合，我们确信自己已经有能力检测到出正常的寄主星系，”皮埃尔·马盖恩（Pierre Magain，比利时列日大学，Universite de Liège）说，他是从事这项研究的天文学家小组的成员。“因此我们只能得出结论，与我们的预期相反，这个明亮的类星体并没有被一个大质量星系包围着。” 经过了新技术处理的类星体照片，消除了类星体发出的光线。图中仍然没有寄主星系存在的迹象。但是天文学家们确实在紧挨着类星体的地方，发现了一团小云块。这个超大质量黑洞可能就是从这片气体云中吸取了物质，从而发光变成一个类星体的。Credits: NASA/ESA/ESO - Frédéric Courbin (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, Switzerland) & Pierre Magain (Universite de Liege, Belgium) 点击这里下载大图不过，天文学家们确实检测到了一片有趣的较小气体云，宽约2,500光年，被他们称为“小云块”，就出现在类星体的边上。 VLT的观测显示，这片气体云之所以会发光，是因为它被浸泡在类星体发出的强烈辐射之中，而不是因为气体云内部的恒星。很有可能，正是这片气体云中的气体“饲养”着超大质量黑洞，从而使它成为了一个类星体。在哈勃的照片中，类星体附近可以看见一个受到了剧烈扰动的星系，展示了最近发生过一次相撞事件的所有迹象。VLT的观测显示，它正在以疯狂的速率形成恒星。“大质量寄主星系的缺乏，再加上小云块和恒星形成星系的存在，让我们相信自己已经发现了一个真正怪异的类星体，”小组成员弗雷德里克·库宾（Frederic Courbin，瑞士洛桑联邦工学院，Ecole Polytechnique Federale de Lausanne）说。“几乎可以肯定的是，伴星系中恒星形成率的增加和类星体本身（的出现），都是由一场肯定发生在大约1亿年前的碰撞所引发的。通常存在的类星体寄主究竟发生了什么事情，这一点还不清楚。” HE0450-2958成了一个棘手的案例。天文学家们提出了几种可能的解释。会不会是寄主星系在碰撞的过程中完全瓦解了呢？很难想像会发生这样的事情。会不会是一个孤立的黑洞在穿越旋涡星系星盘的过程中捕获了气体呢？这将需要非常特殊的条件，并且应该不太可能会产生出邻近星系中被观测到的巨大扰动。进一步研究将有希望解释这种情况。另一种诱人的假说是，那个包含着黑洞的星系几乎完全是由暗物质组成的。也许我们观测到的正是一个大质量星系形成过程中的一个普通阶段，只不过在这个案例中，它的形成过程比其他大多数星系晚了几十亿年。这篇关于HE0450-2958的论文将被发表在2005年9月15日的《自然（Nature）》杂志上。
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