欧几里得望远镜新证：星系碰撞如何点燃宇宙最亮核火

“这种新方法甚至可以揭示其他识别方法会遗漏的微弱活动星系核。”

欧几里得望远镜拍摄的一组遥远星系图像，其中一些正在合并，一些则没有。

（图片来源：欧几里得合作项目）

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科学家证实：星系间的巨大碰撞会触发星系中心的剧烈爆发

科学家已经证实，星系之间巨大的碰撞会触发这些星系中心的剧烈爆发，这一发现要归功于一种人工智能工具，它能够筛选一百万个星系的图像，找出那些拥有所谓“活动星系核”的星系。

这一结果来自于欧几里得太空望远镜。这是欧洲航天局的一项任务，旨在通过测量和绘制数十亿个星系的图谱来研究暗物质和暗能量。研究人员从欧几里得正在绘制的星系中选取了一个“小”子集（一百万个星系），并用它们来记录活动星系核的成因。

活动星系核描述的是位于星系中心的超大质量黑洞突然开始吞噬大量物质的状态。这些物质无法一下子全部塞进黑洞的“胃”里，所以它们会在环绕黑洞的吸积盘中排队等待。气体像就像河面上漂浮的原木一样堵塞了，随着越来越多的气体堆积，密度上升，温度升高，导致吸积盘发出耀眼的光芒。此外，强大的磁场可以将吸积盘内的一些带电粒子甩出，并以接近光速的速度将其喷射成束。当我们观察到活动星系核（AGN）的朝向我们时，我们称之为类星体；而对于那些最强大且直接指向我们的喷流，我们则称之为耀变体。

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长期以来，人们强烈怀疑合并在激发活动星系核活动这一过程中起着至关重要的作用，因为需要某种力量把这些气体推入星系的核心，但怀疑和获得证实是两码事。验证这一点并不像人们想象的那么容易，因为最强的活动星系核距离我们非常遥远（最近的类星体是3C273，距离23亿光年），而且要在如此远的距离上清晰地分辨星系并确认它们确实在合并，是非常困难的。虽然哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜可以分辨它们，但它们覆盖的天空区域不够广，无法拍摄足够多的星系以获得普查数据。

2023年发射升空后，欧几里得望远镜改变了这一切。凭借其1.2米口径的镜面、6亿像素的相机和广阔的视野，它仅用一周时间就能提供比大多数其他望远镜更高质量的图像，同时覆盖的天空面积相当于哈勃太空望远镜在35年服役期间观测到的总面积。

欧几里得合作组织的天文学家将欧几里得看到的一百万个星系分为两类：一类看起来正在合并，另一类则没有发生合并。

随后，他们使用了由荷兰空间研究所（SRON）的贝尔塔·马加勒夫-本塔博尔和王凌宇开发的一种人工智能图像分解工具，来识别这些星系中的活动星系核，甚至量化它们的能量输出，以确定哪些活动星系核能量最强。

“这种新方法甚至能发现其他识别方法会遗漏的微弱活动星系核，"马加勒夫-本塔博尔在一份声明中表示。

研究小组发现，在合并类别的星系中，活动星系核的数量是未发生合并星系的2到6倍。

这种新方法甚至能发现其他识别方法会遗漏的微弱活动星系核，"马加勒夫-本塔博尔在一份声明中表示。

对于那些由于合并发生时间离观测时间较近，激起的大量星际尘埃遮蔽星系核（使其仅在红外光下可见）的合并案例中，活动星系核的数量是未合并星系的6倍。而在那些合并已接近尾声、尘埃已经落定的案例中，活动星系核的数量仍然是未合并星系的两倍。

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"这两类活动星系核之间的差异可能意味着，在非合并星系中发现的许多活动星系核，实际上位于合并后的星系中，这些星系已经完成混乱合并阶段、现在看起来像一个规则形态的单一星系，"格罗宁根大学的安东尼奥·拉马尔卡说。

这些观测证据不仅有力地支持了合并是触发活动星系核活动的观点，而且还表明合并是主要原因，尤其对于那些最明亮的活动星系核。

"我们还得出结论，合并极有可能是唯一能够为最明亮活动星系核提供物质供应的机制，"拉马尔卡说，"至少，它们是最主要的触发因素。"

活动星系核代表了超大质量黑洞增长最快的阶段，这些贪婪黑洞辐射出的能量可以加热星系中的分子气体，阻止其形成恒星。因此，活动星系核可以对其宿主星系产生长期影响，了解宿主星系可能正在合并，对于模拟星系的演化非常重要。

这些发现即将发表在《天文学与天体物理学》杂志上，并作为两篇预印本论文发布，一篇详细介绍了对合并星系和活动星系核的分析，另一篇描述了AI图像分解工具。

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基思·库珀是英国的一名自由科学记者和编辑，拥有曼彻斯特大学物理学和天体物理学学位。他是《接触悖论：挑战我们在寻找外星智慧生命中的假设》（布卢姆斯伯里西格玛出版社，2020年）一书的作者，并为众多杂志和网站撰写天文学、太空、物理学和天体生物学方面的文章。

BY:Keith Cooper

FY: 水天清

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