一项新的研究报告称，科学家们已经解开了宇宙中最具辐射力和最强大物体——类星体的一个重大谜团。类星体的亮度是太阳的数万亿倍，位于活动星系的中心。
新的研究表明，一些类星体是由星系之间的碰撞引发的，这是一个史诗般的过程，将气体和尘埃抛入存在于星系中心的超大质量黑洞中。当饥饿的黑洞吞噬这些气态食物时，它们释放出巨大的能量束，在可观测的宇宙中都可以看到。其中一些光束指向地球，造成了一种光学错觉，使它们看起来违反了物理定律。
虽然之前的研究暗示星系合并可以为类星体提供能量，但现在大量新的观测结果为类星体的起源提供了前所未有的证据。这一发现甚至可以让我们窥见银河系的未来。45亿年后，当银河系与附近的仙女座星系相撞时，它可能会变成一颗类星体。
类星体是活动星系核(AGN)的一个子类，活动星系核是由超大质量黑洞提供能量的致密而明亮的星系核。类星体作为最具辐射力和最具烟火效果的AGN类型，以在整个光谱中喷出辐射而闻名，这使它们成为宇宙中最亮的物体。
类星体异常明亮的光芒使它们很容易被发现，但点燃这些能量的确切机制尚不清楚。现在，由赫特福德大学博士后研究员乔纳森·皮尔斯(jonathan Pierce)领导的科学家们通过观察距离地球约20亿光年的48颗类星体，为这个谜题提供了新的线索。
根据周三发表在《皇家天文学会月报》上的一项研究，该团队发现了“明确的证据，表明星系相互作用是局部宇宙中类星体活动的主要触发机制”。
皮尔斯在一封电子邮件中告诉Motherboard:“星系碰撞为点燃类星体活动提供了一种特别有吸引力的方式，因为它们能够将大量的燃料气体驱动到星系中心的位置，在那里活动表现出来。”
“虽然之前对类星体宿主星系中星系相互作用特征的搜索给出了不同的结果，但我们认为这是因为许多研究中使用的图像不够灵敏，无法探测到它们，”他补充说。“为了解决这个问题，我们决定用适当的深度对大量类星体样本进行成像，以识别这些特征，如果它们存在的话。”
为此，皮尔斯和他的同事们从拉帕尔马的艾萨克·牛顿望远镜(INT)收集了一个全面的宽视场观测数据集。研究人员对48个“2型”类星体进行了成像，这是一种被大量气体和尘埃遮蔽的类星体。相比之下，“1型”类星体没有被任何物质阻挡，使它们具有极其明亮的恒星状外观。
皮尔斯解释说:“我们选择使用2型类星体进行这项研究，因为它们的‘隐藏’性质。”“由于饱和度和其他问题，1型类星体非常明亮，类似恒星的外观可能会导致图像复杂化，使识别星系相互作用特征的存在变得更加困难。”另一方面，2型类星体不会受到这些问题的困扰，因为来自类星体的直接光线是模糊的。”
除了观察这些阴暗的类星体，研究小组还检查了100多个没有AGN的常规星系，这些星系被用作对照样本。由于控制星系与类星体同时被使用INT的宽视场相机观察到，研究人员能够确保两组的图像质量和深度平均是相同的。
皮尔斯说:“我们之所以选择艾萨克·牛顿望远镜，是因为它能够以探测我们正在寻找的星系相互作用特征所需的灵敏度成像，而且，据我们所知，我们的48个2型类星体样本是在这种深度成像的同类中最大的。”
他补充说:“以前在这一领域的许多研究都没有使用对照样本，或者没有足够深度的成像，这就有可能导致结果受到所选择的成像设置或所使用类星体特定样本的特性的影响。”
研究人员在这个数据集中寻找星系合并的迹象，特别是潮汐效应使星系结构扭曲。他们发现，拥有类星体的活跃星系显示出与其他星系相互作用或全面碰撞的迹象的可能性是其他星系的三倍，这表明这些星系合并是本地宇宙中2型类星体最常见的触发因素。
皮尔斯说:“虽然从其他研究的结果中得到了一些暗示，这些研究的成像灵敏度合适，但我们仍然不知道我们会发现什么。”“我们对相互作用特征的识别是随机和盲目的(不知道我们是在看类星体还是非类星体星系)，所以直到研究的后期，我们才知道会得到什么结果。”
“作为优秀的科学家，我想我们不会说我们对结果感到满意，但我们希望我们已经帮助人们清楚地了解了是什么触发了这些强大的物体!”他指出。
事实上，这一发现证实了星系的结合创造了动荡的环境，为超大质量黑洞提供了温床，并引发了爆炸性的2型类星体。了解这些变化很重要，部分原因是从一个不活跃的星系到类星体的转变会对星系系统产生严重的影响。例如，类星体可以通过将所有的造星气体吹向星系间的荒野来显著减少星系内的恒星形成。
虽然这项新研究对这些灾难性事件有了深入的了解，皮尔斯和他的同事们指出，星系合并并不是类星体的唯一来源。甚至在这项研究中观察到的一些AGN也不符合星系合并模型，这表明在这些极端系统中可能有其他机制在起作用。换句话说，类星体仍有许多秘密有待泄露，天文学家还有很多工作要做。
皮尔斯总结道:“类星体可以通过几种不同的方法来识别(例如，像上面提到的1型/ 2型选择方法)，其中一些方法使用来自电磁频谱不同部分的光(例如，通过x射线或红外波长的明亮发射)。”“这些不同的方法可以选择具有不同属性的类星体，因此，确认星系碰撞对于触发所有类星体都很重要，无论它们是如何被选择的，这将是很好的。”
