跨越720萬光年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)53個(gè)超巨型射電類星體！

我們的銀河系直徑大約是10萬光年。這是一個(gè)令人難以想象的尺度。

但想象一下，一個(gè)天體發(fā)出的噴流，其長度是銀河系直徑的50倍！這就是天文學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)的宇宙巨獸：超巨型射電類星體（Giant Radio Quasars）。

兩例新發(fā)現(xiàn)的巨型射電類星體，它們各自橫跨數(shù)百萬光年。

圖源：Pal 等人

近日，印度天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)利用巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡（GMRT），在一個(gè)射電類星體數(shù)據(jù)庫中，新發(fā)現(xiàn)了53個(gè)這種規(guī)模驚人的宇宙噴流結(jié)構(gòu)。

一、跨越數(shù)百萬光年的宇宙噴泉

噴流長度刷新認(rèn)知，這次發(fā)現(xiàn)的53個(gè)超巨型射電類星體，每一個(gè)都由一個(gè)位于星系核心的超大質(zhì)量黑洞提供動(dòng)力，它們噴射出的物質(zhì)噴流，延伸長度可達(dá)：

驚人的720萬光年！

團(tuán)隊(duì)成員Souvik Manik震撼地表示：“這些射電噴流的大小，是20到50個(gè)銀河系并排的距離。”

發(fā)現(xiàn)者與工具

發(fā)現(xiàn)者：印度天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)，包括來自 Midnapore City College 等機(jī)構(gòu)的研究人員。

工具：位于印度浦那附近的巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡（GMRT）。GMRT 強(qiáng)大的廣域覆蓋和高靈敏度，使其成為捕捉這些遙遠(yuǎn)、巨大射電結(jié)構(gòu)的理想工具。

數(shù)據(jù)來源：TIFR GMRT天空巡視（TGSS）所收集的數(shù)據(jù)，該巡視覆蓋了地球上空約90%的天球。

二、黑洞的“暴飲暴食”與“噴射”

為什么這些噴流能長得如此巨大？這要從它們的核心，類星體（Quasar）說起。

類星體是一種極其強(qiáng)大的星系核心，由一個(gè)正在活躍進(jìn)食的超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)。

一、進(jìn)食：超大質(zhì)量黑洞周圍被大量的氣體和塵埃包圍，形成吸積盤。強(qiáng)大的潮汐力將物質(zhì)加熱，使其發(fā)出極強(qiáng)的輻射，覆蓋整個(gè)電磁波譜，使核心區(qū)域亮得驚人。

二、噴射：黑洞是“挑食”的。并非所有物質(zhì)都被吞噬。強(qiáng)大的磁場將高度電離的氣體（等離子體）引導(dǎo)至黑洞兩極，并加速到接近光速，以兩股強(qiáng)大的噴流形式噴射出去。

三、巨型結(jié)構(gòu)：隨著時(shí)間推移，這些噴流向外擴(kuò)張，在距離核心數(shù)百萬光年之外擴(kuò)散成巨大的射電瓣（lobes），同時(shí)伴隨著強(qiáng)烈的射電波發(fā)射。

研究團(tuán)隊(duì)指出，這些巨大的射電噴流對(duì)于理解類星體演化的晚期階段，以及限制其射電瓣膨脹的星系際介質(zhì)（Intergalactic Medium）至關(guān)重要。

三、環(huán)境決定大小

在研究這些超巨型射電類星體時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的趨勢(shì)：

大約有14%的這些宇宙巨獸位于星系群、星系團(tuán)中，以及氣體、塵埃和暗物質(zhì)的宇宙絲狀結(jié)構(gòu)（Cosmic Filaments）附近。

Netai Bhukta（團(tuán)隊(duì)成員）表示：“環(huán)境似乎在塑造這些射電噴流的演化中起著主要作用。”

致密區(qū)域：在密度較高的區(qū)域，噴流可能會(huì)被周圍氣體減慢、彎曲或破壞。

稀疏區(qū)域：而在更空曠的區(qū)域，噴流則可以在星系際介質(zhì)中自由生長，形成我們今天看到的巨大尺度。

四、神秘的“不對(duì)稱”

科學(xué)家還注意到，這些噴流經(jīng)常出現(xiàn)長度或亮度不均勻的情況，這被稱為射電噴流不對(duì)稱性（radio jet asymmetry）。

研究人員Sushanta K. Mondal解釋道：“這種不對(duì)稱性告訴我們，這些噴流正在與不均勻的宇宙環(huán)境搏斗。一側(cè)可能正沖入密集的星系際氣體云，減緩了它的生長，而另一側(cè)則在稀薄的介質(zhì)中自由擴(kuò)張。”

五、新的宇宙學(xué)窗口

這項(xiàng)研究成果于11月13日發(fā)表在《美國天文學(xué)會(huì)天體物理學(xué)雜志增刊》（The Astrophysical Journal Supplement Series of the American Astronomical Society）上。

超巨型射電類星體的發(fā)現(xiàn)，為我們提供了一個(gè)前所未有的窗口，去研究黑洞與星系際介質(zhì)之間的復(fù)雜交互。這些宇宙巨獸不僅是星系演化的產(chǎn)物，更是宇宙環(huán)境中密度與結(jié)構(gòu)的忠實(shí)記錄者。

參考

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae0b52