研究人員 兩個(gè)星系碰撞，超大質(zhì)量黑洞反而“餓死”，歸于沉寂
再過(guò)30億-40億年的時(shí)間，我們的銀河系將會(huì)與254萬(wàn)光年以外的仙女座星系相撞，上演一次宇宙級(jí)別的星系融合。
不論是銀河系還是仙女座星系，都是宇宙中比較大的星系，分別包含著上千億甚至1萬(wàn)億顆恒星。可以想象，這樣的碰撞勢(shì)必會(huì)非常精彩，最終形成一個(gè)更加巨大、更加驚人的星系。
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（圖片說(shuō)明：銀河系與仙女座星系碰撞時(shí)地球位置上可能看見(jiàn)的場(chǎng)景）
不過(guò)，這樣的碰撞未必會(huì)有你想象的那么轟轟烈烈，尤其是鋪天蓋地的恒星相撞，宇宙級(jí)災(zāi)難天天發(fā)生，這樣的場(chǎng)景恐怕不會(huì)出現(xiàn)。
要知道，恒星之間的距離極其遙遠(yuǎn)，和這樣的距離相比，恒星的體積微不足道。如果將太陽(yáng)比喻成一枚一元硬幣，那么距離太陽(yáng)最近的比鄰星只有黃豆那么大，并且位于700公里以外。想讓這個(gè)距離下的兩顆恒星相撞，實(shí)在是一件非常困難的事情。
即便如此，星系的融合也不會(huì)那么乏味。根據(jù)科學(xué)家的分析，隨著星系的融合過(guò)程進(jìn)行，有兩個(gè)天體還是會(huì)非常興奮的，那就是兩個(gè)星系核心處的超大質(zhì)量黑洞。科學(xué)家認(rèn)為，這兩個(gè)黑洞的質(zhì)量相當(dāng)大，憑借它們恐怖的引力，可以在星系融合過(guò)程中吞噬大量的物質(zhì)，從而飽餐一頓，并在這個(gè)過(guò)程中變得異常活躍和明亮。
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（圖片說(shuō)明：當(dāng)超大質(zhì)量黑洞快速吸積時(shí)就會(huì)變成一個(gè)活躍星系核，人馬座A就是距離我們最近的活躍星系核，大約位于1100萬(wàn)光年外）
不過(guò)，最新的研究可能要讓我們失望了。日本東京大學(xué)的助理研究員三木洋平在《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表了他最新的研究成果，并在論文中指出：星系融合非但不會(huì)讓超大質(zhì)量黑洞重新活躍起來(lái)，反而會(huì)讓它們更加沉寂。
星系之間的融合不是一次碰撞就能結(jié)束的，而是會(huì)在慣性的作用下反復(fù)碰撞幾次才能融合，這個(gè)過(guò)程需要數(shù)億年甚至十幾億年的時(shí)間。根據(jù)星系的規(guī)模不同和碰撞方式的不同，星系之間的融合也分為不同的類型。
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如果是規(guī)模相差甚遠(yuǎn)的兩個(gè)星系發(fā)生碰撞并且是在側(cè)面發(fā)生撞擊，那么小星系就會(huì)穿過(guò)大的星系。在這個(gè)過(guò)程中，雙方會(huì)交換一部分恒星，小星系中有一部分恒星留在大的星系中，而大星系中有一部分恒星會(huì)被小星系帶走，甚至是被甩出星系成為一顆流浪恒星。
如果是小星系和大星系正面碰撞，情況就不一樣了。在大星系的引力作用下，小星系會(huì)被撕裂。在這種情況下，星系核內(nèi)就有可能出現(xiàn)本次研究中所描述的特殊現(xiàn)象。
三木洋平介紹說(shuō)：“大部分星系的核心處都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，即MBH。天文學(xué)家們從研究星系碰撞開(kāi)始，就認(rèn)為這種碰撞會(huì)以核心處物質(zhì)給MBH提供能源。在這種能源的喂養(yǎng)之下，MBH的活動(dòng)性將會(huì)大幅提升，并會(huì)以紫外線和X射線等形式被我們觀測(cè)到。不過(guò)，我們現(xiàn)在有充分的理由認(rèn)為，這樣的情況未必一定會(huì)發(fā)生，事實(shí)上，情況還有可能恰恰相反。”
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（圖片說(shuō)明：漩渦星系M77的星系核，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)這里進(jìn)行了恒星分布的成像，而位于智利的ALMA望遠(yuǎn)鏡展示了其中的氣體分布。圖中最中心處有一個(gè)直徑20光年的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它們是圍繞在活躍星系核周圍的氣體）
為了了解星系合并過(guò)程中發(fā)生的事，研究團(tuán)隊(duì)利用超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行了模擬。結(jié)果顯示，有些情況下，較小的星系在被吞噬的同時(shí)，也會(huì)撕開(kāi)大星系核心處的氣體環(huán)。在這種情況下，大星系中心的超大質(zhì)量黑洞非但沒(méi)有從小星系中獲得能量來(lái)源，連原本的食物也被奪走，最終導(dǎo)致它歸于沉寂。
三木洋平說(shuō)道：“我們對(duì)氣體物質(zhì)的動(dòng)態(tài)演化進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)它呈現(xiàn)出環(huán)狀，或者說(shuō)是甜甜圈的形狀。如果靠近過(guò)來(lái)的星系將它加速到了MBH所能掌控的臨界值，那么這些物質(zhì)就會(huì)噴射出來(lái)，而黑洞也將因此而斷炊。這樣的事件會(huì)持續(xù)大約一百萬(wàn)年的時(shí)間，不過(guò)對(duì)于MBH的活動(dòng)被抑制多久，我們目前還不確定。”
【 研究人員|兩個(gè)星系碰撞，超大質(zhì)量黑洞反而“餓死”，歸于沉寂】
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（圖片說(shuō)明：本次研究中模擬出的兩種星系碰撞模型，上排是碰撞導(dǎo)致星系核活動(dòng)減少；下排則是星系核活動(dòng)增加的情況）
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