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艺术家构想图：一个拥有活跃超大质量黑洞的星系，该黑洞质量为太阳的数百万至数十亿倍，亦称类星体。作为宇宙中最明亮的天体之一，类星体通过吸积周围物质释放出强烈的辐射与外流风。最新研究表明，它们不仅影响自身所在星系的演化，还可能抑制邻近星系中的恒星形成。图像来源：美国国家航空航天局（NASA）欧洲航天局（ESA）约瑟夫奥尔姆斯特德（约翰霍普金斯大学太空望远镜科学研究所，STScI）亚利桑那大学。

活动中的超大质量黑洞甚至能在其宿主星系之外的遥远区域抑制恒星形成。这是亚利桑那大学研究人员开展的一项新研究所揭示的结论。 当这类活动中的超大质量黑洞猛烈喷射强烈辐射时，我们称其为类星体。长期以来，人们已知类星体能够影响其宿主星系的演化。但这项新研究进一步表明，它们的影响范围可延伸至邻近的其他星系。 研究人员观测发现，在类星体附近的星系中，恒星形成的迹象明显减弱。这表明星系并非孤立演化，而是作为相互关联的星系生态系统的一部分共同演化。

亚利桑那大学发布此文，地球天空网站进行了编辑。

超大质量黑洞抑制其他星系中的恒星形成

天文学家认为，大多数（甚至全部）星系的中心都存在黑洞。研究表明，黑洞释放的强烈辐射能够抑制恒星形成活动，这种效应不仅存在于其所在宿主星系中，还可能延伸至数百万光年之外的邻近星系。亚利桑那大学的朱永达领衔开展了这项研究，发现邻近星系中恒星形成的特征信号相对较弱。朱永达表示：

传统上，人们认为由于星系之间相距遥远，它们基本上是各自独立演化的。但我们发现，一个星系中活跃的超大质量黑洞能够影响数百万光年之外的其他星系，这表明星系演化可能更多是一种群体协作的过程。

朱将这一理念称为星系生态系统，并将其类比为地球上相互交织的生态体系。朱表示：

一个活跃的超大质量黑洞就像生态系统中占据主导地位的掠食者。简而言之，它吸积物质，并影响邻近星系中恒星的形成与演化。

研究人员在《天体物理学杂志通讯》上发表了这项经过同行评审的研究。

超大质量黑洞

自20世纪初首次被预言以来，黑洞因其强大而神秘的特性，不仅持续吸引着科学家的关注，也长久激发着公众的浓厚兴趣。作为宇宙中已知最极端的天体，黑洞拥有极大的质量与极强的引力，足以捕获邻近的物质，甚至使靠近到一定距离的光也无法逃逸。其中一类被称为超大质量黑洞，包括银河系中心的黑洞；它们的质量可达太阳的数百万倍，某些甚至高达数十亿倍。

正如其名，黑洞本身是不可见的。然而，当超大质量黑洞积极吸积周围物质时，它们在望远镜图像中可呈现为极其明亮的光点，有时释放的能量可达太阳的数百万亿倍。天文学家将这类宇宙巨兽称为类星体。这是黑洞演化过程中的一个阶段：气体与尘埃围绕黑洞形成高速旋转的吸积盘，并在向内螺旋下落过程中释放出巨大能量。类星体的亮度常常超过其所在宿主星系的总亮度。

解开一个谜团

詹姆斯韦布空间望远镜的早期观测结果显示，在宇宙早期，巨大类星体周围所发现的星系数量比预期更少。这一结果令人意外，因为大质量星系通常倾向于存在于高密度星系团中，而非孤立存在。朱博士表示：

我们曾感到困惑……后来意识到这些星系可能确实存在，只是由于它们近期的恒星形成活动受到抑制，因而难以被探测到。

这一认识催生了一个大胆的新构想：这些极其明亮的超大质量黑洞，是否不仅影响其所在星系，还可能抑制邻近星系中的恒星形成？

测量OIII：电离氧

该科研团队利用韦布望远镜测量了一种特定气体——OIII（三价氧离子）的辐射。这种电离态的氧元素可示踪星系中极为近期的恒星形成活动。OIII辐射强度相对偏低，表明大尺度冷气体云中理想的恒星形成条件受到了干扰。研究团队观测到，在具有强大辐射输出的类星体周围百万光年半径范围内，星系呈现出明显的差异。

黑洞以吸积物质而闻名。在活跃吸积阶段，例如类星体状态时，黑洞会释放出极其强烈的辐射。这种强烈的热辐射会使构成广阔星际气体云的分子氢发生解离，从而抑制其进一步聚集并形成新恒星。

恒星的形成需要极为特定的条件，其中包括大量寒冷的分子氢气体。这种气体是恒星形成的原始燃料。科学家早已知晓，类星体——通常位于年轻、快速演化的星系中心——能够摧毁其宿主星系内部的这类气体，从而抑制星系内部的恒星形成活动。然而，此前尚不明确的是，这种破坏性影响是否能延伸至类星体自身所在的星系之外。借助韦布空间望远镜对一个遥远类星体的观测，研究团队发现了其对更大尺度范围内恒星形成活动产生抑制作用的证据。朱博士表示：

首次获得证据表明，这种辐射会影响宇宙的星系际尺度。类星体不仅会抑制其宿主星系中的恒星形成，还会抑制半径至少达一百万光年范围内的邻近星系中的恒星形成。

韦布望远镜的强大能力

这一发现借助其他任何望远镜都无法实现，朱博士表示。

我们的银河系——MilkyWay（银河系）——很可能曾经拥有自己的类星体。如今它已不再活跃，但研究人员仍在探究这一类星体曾如何影响银河系自身的形成，以及其周围邻近星系的演化。

该团队希望检验这一现象是否在多个类星体场中普遍存在。他们还希望更深入地了解邻近类星体对星系的具体影响方式。此外，他们也想探究是否存在其他不那么明显的影响因素。朱博士表示：

了解早期宇宙中星系之间的相互影响，有助于我们更好地理解银河系的形成过程。如今人们认识到，超大质量黑洞在星系演化中所起的作用可能远超以往的认知——它们如同宇宙中的调控者，在早期宇宙中对邻近星系的恒星形成过程产生显著影响。

最新研究表明，星系中心的超大质量黑洞甚至能够抑制数百万光年之外其他星系中的恒星形成。

类星体辐射反馈可能在宇宙大尺度上抑制星系生长

亚利桑那大学

相关知识

超大质量黑洞是宇宙中质量极为巨大的黑洞，通常位于星系中心，质量可达太阳的百万至数十亿倍。它们通过吸积周围物质释放巨大能量，影响星系演化。观测表明，几乎所有大型星系核心都存在此类黑洞，其形成机制仍为天体物理学研究热点。

BY: EarthSky Voices

FY: AI

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