跨越十亿光年尺度的类星体间的神秘关联

2016-03-09 09:48:30  来源:每日科技

        【每日科技网】

   借助欧洲南方天文台(ESO)位于智利的甚大望远镜(VLT)群,天文学家揭示出我们已知的宇宙尺度结构间的关联。欧洲研究者团队发现,跨越十亿光年级距离的类星体群,其中央超大质量黑洞的自转轴竟然互相平行!团队还发现,这些类星体的自转轴,倾向于与其所在的宇宙之网方向对齐。

  宇宙之网与其中类星体的示意图,类星体的自转轴与宇宙之网同向

  类星体是由中央超级黑洞驱动的极度活跃星系。超级黑洞围绕着极端炽热等离子体组成的旋转吸积盘,常常沿自转轴方向喷出长长的喷流。当该喷流朝向我们时,就看到类星体。它的亮度,常常超过宿主星系中所有恒星的亮度总和。

  由比利时列日(Liège)大学的Damien Hutsemékers领导的研究团队,使用VLT上安装的缩焦器和中阶光栅成像摄谱仪(FORS),研究了93个类星体,它们组成的群体跨越了十亿光年尺度,存在于宇宙年龄约为当前1/3的时代。

  Hutsemékers介绍说:“我们首先注意到的古怪事情是部分类星体的自转轴是相互一致的——虽然它们事实上相距十亿光年级别。”

  由暗物质形成的宇宙之网,网的节点中大量星系正在诞生

  团队接着检视了这些自转轴是仅仅恰好互相平行,还是它们还与宇宙的尺度结构(宇宙之网)一致。

  当天文学家研究十亿光年尺度上的星系分布规律时,他们发现,星系并非均匀分布在宇宙各处。相反,宇宙是细丝、团块组成的网,网中间是巨大的空洞,星系就分布在网上。这个有趣而美丽的物质分布形式就称为宇宙的大尺度结构(宇宙之网)。

  甚大望远镜(VLT)的新观测显示,类星体的自转轴,倾向于与其所在的宇宙之网指向平行。因此,位于长丝状结构中的类星体,其中央超级黑洞的自转轴基本就指向该长丝方向。研究者估计,如果是简单的自由分布的,指向恰好雷同的概率应<1%。

  德国波恩市阿格兰德(Argelander)天文研究所兼列日大学的Dominique Sluse补充道:“类星体的指向与它们所属的宇宙结构有关,是关于宇宙演化的数值模型的重要预言。我们的数据提供了该效应的观测验证,而且观测的尺度远远大于普通的星系。”

  PDF插图:大尺度结构中类星体偏振的同向性。图中标示的距离是1百万秒差距(326万光年);

  纵横坐标都是角度(相当于极坐标)

  团队不能直接观测到类星体的自转轴或者喷流,但是他们测量了每个类星体光谱的偏振度。结果,其中的19个光谱的极化意味深长地一致。结合光谱的偏振方向和其他观测数据,就可以计算出吸积盘的角度,从而推算类星体的自转轴。

  Sluse总结道:“新数据中对齐的尺度范围,甚至大于当前模型的预言,也许意味着在我们当前的宇宙模型中,还隐藏着一些缺少的要素。”

  团队成员包括:比利时列日市列日大学兼地球物理和天体物理研究所的D. Hutsemékers;列日大学的L. Braibant、V. Pelgrims;德国波恩市Argelander天文研究所兼列日大学的D. Sluse。

  D. Hutsemékers团队的研究报告刊登在2014.11.19出版的《天文学和天体物理学》期刊上,标题:“宇宙大尺度结构中类星体偏振的同向性。”

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