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暗能量相机揭开类星体邻域之谜:密集却孤立,辐射抑制星系形成

智利,圣地亚哥 -一项利用暗能量相机(DECam)进行的新研究为早期宇宙类星体周围环境的复杂性提供了新的见解。研究人员发现,这些宇宙中最明亮的天体周围存在着密集的星系群,但令人惊讶的是,在类星体附近却找不到任何星系。这一发现表明,类星体强大的辐射可能抑制了附近星系的恒星形成,为早期宇宙星系团的动力学提供了新的视角。

类星体是由星系中心的超大质量黑洞所吸积的物质提供能量,它们是宇宙中最明亮的天体。研究表明,早期宇宙类星体的黑洞质量非常大,它们一定在以极高的速度吞噬气体,因此大多数天文学家认为这些类星体是在宇宙中气体最密集的一些环境中形成的。

然而,迄今为止,试图证实这一结论的观测测量结果却相互矛盾。这项由特里斯坦-兰伯特领导的新研究,利用暗能量相机(DECam)对早期宇宙类星体VIK J2348-3054周围的环境进行了前所未有的详细观测,为解释这些不同的观测结果指明了方向。

DECam 由美国能源部(DOE)制造,安装在智利 Cerro Tololo 美洲天文台的美国国家科学基金会 Víctor M. Blanco 4 米望远镜上,是美国国家科学基金会 NOIRLab 计划的一部分。DECam 拥有超宽的视场和特殊的滤光片,使其能够在得出这一结论的过程中发挥至关重要的作用。

研究小组利用 DECam 的大视场,对早期宇宙类星体周围进行了有史以来最大的天空区域搜索,通过计算周围伴星系的数量来测量类星体周围环境的密度。他们发现,在类星体 VIK J2348-3054 周围更广阔的环境中发现了 38 个伴星系,最远的距离达到了 6000 万光年,这与居住在高密度区域的类星体的预期相符。

然而,令人惊讶的是,他们在类星体周围 1500 万光年的范围内,竟然没有任何伴星系。这一发现揭示了过去旨在对早期宇宙类星体环境进行分类的研究的现实情况,并为它们为什么会得出相互矛盾的结果提出了一个可能的解释。没有其他同类研究使用过像 DECam 提供的那样大的搜索区域,因此对于较小区域的搜索来说,类星体的环境可能会显得空空如也。

研究小组还提出了一种解释,即类星体附近没有伴星系的原因。他们推测,类星体的辐射强度可能足够大,足以影响或可能阻止这些星系中恒星的形成,从而使我们的观测无法看到它们。

有些类星体的邻居并不安静。星系中的恒星是由冷到足以在自身引力作用下坍缩的气体形成的。发光的类星体有可能非常明亮,照亮附近星系中的这种气体,并将其加热,从而阻止这种坍缩。兰伯特的研究小组目前正在进行更多的后续观测,以获取光谱并确认恒星形成抑制。他们还计划观测其他类星体,以建立更强大的样本量。

这项研究为我们理解早期宇宙星系团的动力学提供了新的视角,也突出了 DECam 在探索宇宙奥秘方面的强大能力。随着未来观测的进行,我们有望对类星体周围环境的复杂性以及它们对星系形成的影响有更深入的了解。


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