在比較冷的國家,有些人家裡會裝恆溫器,這種設備能調節房子裡的溫度。太冷時恆溫器會啟動暖氣,太熱時暖器就被自動關掉了。現在,天文學家用ALMA發現,在某遙遠星系裡,也有類似宇宙恆溫器的東西。

星系裡的氣體如果非常冷,很容易就可以壓縮成小小的雲,讓新恆星誕生。反過來的話,非常熱的氣體,並沒有辦法凝結成恆星。要是沒有個宇宙版的恆溫器,星系要不然就會是高速一直在製造恆星,要不就是根本不製造恆星,這得由星系際氣體的溫度決定。

那麼星系中的氣體是如何加熱呢? 一種方法是透過幾乎在每個星系的核心都有的那些質量非常大的黑洞。黑洞,會張開大口吞吃周圍物質,吞吃的過程中,會產生兩道很強的噴流,這種噴流的組成物是粒子,兩道噴流往相反的方向朝外噴出。這些噴流加熱了星系外部的氣體,吹出兩個巨大氣泡,氣泡的溫度非常高。

ALMA詳細觀測一個遙遠星系後,現在已經把在這些氣泡邊緣的冷分子氣體的細絲狀結構呈現給大家看了。顯然噴流也會刺激冷氣體產生。冷氣體將來還會回落到星系中,在那裡,冷氣體又可以轉換成新恆星。另外,一部分冷氣體也將成為在星系中心那個黑洞的「燃料」,確保這個「加熱機制」不會完全關掉。

所以,其實,黑洞和黑洞的噴流就像個巨型恆溫器。星系永遠不會變得太熱,熱到完全不能形成新恆星,因為噴流也會去刺激冷氣體產生。同時,新恆星的形成也永遠不致於完全失控:因為冷氣體供應黑洞燃料,結果讓黑洞產生噴流,加熱了星系外部。

天文學家認為,其他有超大質量黑洞寄居的星系也都有和這個類似的「恆溫器」。 所以新的ALMA觀測結果,幫天文學家能更了解這些活躍星系的運作。


 

發現了什麼?

ALMA觀測的是「鳳凰座星系團」的中央星系,位於南天球的鳳凰座,有幾千個星系集合在那個星系團,距離57億光年。來自星系中心黑洞的兩束噴流在星系外圍的「星系暈」吹出兩團熱氣泡。在氣泡邊緣,ALMA已經偵測到來自細長絲的冷氣體發出的毫米輻射。冷氣體從星系中心向外延伸約八萬光年那麼遠,這些物質的總量,足夠製造幾十億個像我們太陽這種恆星。

誰發現的?

由英國劍橋大學Helen Russell主持的天文學家團隊,在2014年6月完成了這個鳳凰座星系團的ALMA觀測。團隊成員來自英國、美國、加拿大、澳大利亞。這篇關於長條絲狀冷氣體的發現,由著名的天文學專門雜誌《天文物理期刊》幫忙發表。