科学家发现黑洞为古代宇宙中的分子气体喷泉提供动力
一幅插图显示了类星体J2054-0005的分子气体流出。(Image credit: uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
（蜘蛛网eeook.com）据美国太空网（罗伯特·李）：天文学家在新生宇宙中发现了一个由超大质量黑洞驱动的类星体。引人注目的是，这个类星体似乎正在喷出分子气体，这是形成新恒星所需的原材料。
这一发现有助于证实一些理论，即一些星系中的恒星形成似乎已经放缓至几乎完全停止。
这颗类星体被命名为J2054-0005，由智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测到。我们看到它大约在128亿年前，当时宇宙还不到10亿岁。
类星体是“准恒星射电源”的缩写，是一些活跃星系中心致密区域的名称，在那里，一个正在进食的超大质量黑洞对周围的物质进行超热处理，并发射出强大的物质射流，导致难以置信的明亮光发射。
当类星体在很远的地方被看到时，它们看起来像点状的类光恒星源，可以用来研究早期宇宙中发现的情况。长期以来，人们一直怀疑这些区域会强烈影响周围的星系，但科学家们表示，这是我们第一次看到由早期宇宙类星体宿主星系中分子气体外流驱动的恒星形成受到抑制的确凿证据。
当一个小区域密度过大并在自身重力作用下坍缩时，恒星在巨大的分子气体云中形成。这个恒星前气体团继续从星云中聚集质量，最终成为原恒星。原恒星继续收集气体并不断增长，直到其质量足以在其核心引发氢到氦的核聚变，这一过程定义了一颗成熟的恒星。
一个星系中的分子气体越丰富，它诞生高浓度恒星的强度就越大，导致大量恒星在所谓的“恒星爆发”期间产生。相反，如果这种气体被推出星系进入星系间空间，速度超过恒星形成过程消耗的速度，这些所谓的分子外流就会抑制恒星形成。
研究小组共同负责人、北海道大学助理教授德拉甘·萨拉克在一份声明中说:“理论工作表明，分子气体外流在星系形成和演化的早期阶段起着重要作用，因为它们可以调节恒星的形成。”“类星体是特别高能的来源，所以我们预计它们可能能够产生强大的外流。”
在类星体的阴影下
该团队的联合负责人、筑波大学助理教授桥本拓哉（Takuya Hashimoto）表示，J2054-0005被选为研究这些外流及其影响的观测目标，因为它是遥远宇宙中最亮的类星体之一。
与此同时，ALMA由66个高精度天线组成一台望远镜，被选中观测J2054-0005，因为该团队认为它是世界上唯一一台具有足够灵敏度和频率覆盖范围的望远镜，可以探测目标类星体的分子气体流出
图表显示了来自J2054-0005左右的分子流出物中OH分子吸收的光的光谱（图片来源:uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）根据Dragan Salak等人的《天体物理学杂志》修改。2024年2月1日）
研究小组通过光吸收模式发现了外流的分子气体，这意味着研究人员没有看到直接来自键合的氧和氢原子分子或组成分子的“氢氧化物”（OH）分子的微波辐射。
“相反，我们观察到了来自明亮类星体的辐射——而吸收意味着OH分子碰巧吸收了来自类星体的一部分辐射，”Salak说。“因此，这就像通过观察气体在光源前投射的‘影子’来揭示气体的存在。”
该团队的发现代表了早期宇宙中类星体分子外流的第一个有力证据，从而证实了恒星形成在宇宙婴儿期是如何减缓的。
“分子气体是星系的一个非常重要的组成部分，因为它是恒星形成的燃料，”萨拉克总结道。“我们的发现表明，类星体能够通过向星系间空间喷射分子气体来抑制其宿主星系中的恒星形成。”
该团队的研究发表在《天体物理学杂志》上。
