星系和类星体的演化



星系和类星体的演化

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星系和类星体的演化


six quasar host galaxies
六个类星体宿主星系
哈勃太空望远镜观察到的六个类星体宿主星系 。 显示的是明显正常的孤立星系、碰撞星系和合并星系 。 尽管类星体研究的前 20 年更多地以争议和神秘而著称 , 而不是理解上的进步 , 但随后几年终于看到了这些奇怪物体提出的问题的解决方案 。 现在很明显 , 类星体是高能星系核的极端例子 。 这种原子核发出的辐射量超过了来自星系其他部分的光 , 因此只有非常特殊的观测技术才能揭示星系的存在 。 类星体具有许多显着的特性 。 虽然它非常小(只有太阳系那么大) , 但它发出的辐射却是整个星系的 100 倍 。 它是一种非常热的气体、较冷的气体和尘埃以及发出同步辐射的粒子的复杂混合物 。 它的亮度通常会在很短的时间内发生变化——几天甚至几小时 。 除了类星体在其中心的表面大尺度效应外 , 类星体明亮图像背后的星系在其某些特性上可能相当正常 。 类星体显然由与射电星系相同的机制提供动力 。 它们以一种极端的方式展示了一个位于星系中心的超大质量物体可以做什么 。 随着人们逐渐认识到类星体现象的成因 , 人们也逐渐意识到它们只是可以在更熟悉的物体中观察到的过程的极端例子 。 该黑洞被认为是栖息在类星体的星系的核心是相似 , 但更具爆炸性比 , 那些出现在被称为某些特殊接近星系发生赛弗特星系. 射电星系介于两者之间 。 活动水平差异的原因显然与落入此类物体中心的气体和恒星的来源有关 , 为黑洞提供燃料 。 就类星体而言 , 有证据表明 , 与另一个星系的相遇导致后者被潮汐摧毁并且其物质落入更大质量的类星体星系的中心 , 这可能是其活动的原因 。 当物质接近黑洞时 , 它被大大加速 , 其中一些被盛行的高温和剧烈的快速运动排出 。 这个过程可能也解释了射电星系和赛弗特星系核中令人印象深刻但较低水平的活动 。 捕获的质量可能较少——即 , 一个较小的星系或宿主星系本身的一部分 。 类星体在该部分更常见观察到的宇宙红移约为 2 , 这意味着它们在大约 10 亿年前比现在更常见 , 这至少部分是由于当时星系密度较高 。
quasar and its companion galaxy colliding
类星体和它的伴星系相撞
伽马射线暴
在 1970 年代 , 一种新型物体被确定为使用轨道伽马射线探测器 。 这些“伽马射线暴”是通过持续几秒钟的极其高能的伽马辐射闪光来识别的 。 在某些情况下 , 爆发可以清楚地与非常遥远的星系联系起来 , 这意味着爆发中蕴含着巨大的能量 。 可能这些是“超新星”的爆发 , 被认为比超新星的能量要大得多 , 并且需要某种极端事件 , 例如两颗中子星的合并 。
星系和类星体的演化
对星系起源和演化以及类星体现象的研究才刚刚开始 。 许多星系形成和演化的模型是建立在我们对早期宇宙条件的了解的基础上的 , 而早期宇宙又是建立在宇宙膨胀模型的基础上的 。 大爆炸(宇宙被认为起源的原始爆炸)和宇宙微波背景的特征(观察到的光子向我们展示了充满光的宇宙 , 就像它在几十万年前一样) .
Hubble Deep Field
哈勃深场
【星系和类星体的演化】当宇宙膨胀到足以使物质保持在中性原子中而不会立即被辐射电离时 , 结构显然已经以密度波动的形式建立起来 。 在关键的时刻 , 从膨胀的物质中凝聚出小云(原星系)在它们自己的引力场下最终会坍缩形成星系 。

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