发光的“水母”星系揭示了一种为宇宙中最强大的天体提供能量的新方式。一项新的研究发现，为星系中心最贪婪的黑洞提供食物的同一过程，也可能产生悬垂的新生恒星“触须”。
虽然大多数星系，包括银河系，在其中心隐藏着巨大的黑洞，但只有少数星系在吞噬物质时产生足够的电磁辐射，从而形成活动星系核 (AGN)。活动星系核在宇宙中闪耀着光芒，但它们为何在某些黑洞周围形成，而在另一些黑洞周围却没有形成，一直是一个谜。但水母星系可能有助于解开这个谜团。
这项新研究的主要作者比安卡·波吉安蒂通过电子邮件告诉 Space.com：“当星系以高速进入星系团时，填充星系团的热而稠密的气体（所谓的星团内气体）就像一股强风吹在星系气体上。”“它剥离了气体，并形成了尾须”，这使得这些星系获得了“水母”的昵称。[星系碰撞时：壮观的星系碰撞照片]
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她说，形成水母星系的同一股风也可能为不断增长的活动星系核提供能量。
波吉安蒂是意大利 INAF-帕多瓦天文台的研究员，她是一个国际科学家团队的成员，该团队正在使用欧洲南方天文台甚大望远镜 (VLT) 上的多单元光谱探测器 (MUSE) 仪器来研究水母星系。研究人员发现，出乎意料地高比例的触须星系包含活动星系核。
波吉安蒂说：“我们的研究是第一个系统地搜索[水母星系]，并试图对本星系群不同区域进行完整普查的研究。”
解开谜团
超大质量黑洞不断吞噬物质。当它们吸入周围的气体和尘埃时，会产生强烈的辐射，有时可以在地球上看到，这让科学家们思考这些天体的食物来源。虽然黑洞很常见，但更强大和可见的活动星系核却很少见。
波吉安蒂和她的团队正在进行一项持续的项目，以观测 114 个水母星系，比之前详细观测的数量级还多，她说。在尾须最长的七个星系中，研究人员发现有六个星系拥有超大质量黑洞，这表明这两种天体之间存在联系。之前的研究表明，强大的星团风将触须拉伸到数十光年之外，这个过程被称为冲压剥离。这些相同的风可以为超大质量黑洞提供食物，通过将物质输送到星系中心来不断滋养它们。
但是，科学家们想知道，是风喂养了黑洞，还是黑洞产生了风？
波吉安蒂说：“从某种意义上说，这类似于鸡和蛋的问题——哪个先出现。”“虽然这两种效应可能都在起作用，但我们有充分的理由认为第一种效应占主导地位。”
通过研究星系的位置和速度，研究人员发现所有这些天体都靠近星系团的中心，并且与星系团本身相比具有较高的速度。
波吉安蒂说：“它们处于冲压剥离最强的理想条件下。”
另一方面，她说，如果巨大的触须是由星系中心效应形成的，那么星系就会更加随机地分散。
这项新工作于 8 月 16 日在《自然》杂志上详细介绍。
绽放的水母
当星团风扫走星系中的尘埃和气体时，它们产生的触须充满了闪耀的年轻恒星。波吉安蒂说，这些恒星在可见光波长下闪耀，使得这些天体在研究人员筛选 70 多个星系团的图像以寻找尾须时脱颖而出。科学家们还发现了星系团之外的水母星系，有些是星系群的一部分，有些则孤立存在。波吉安蒂说，在星系群中发现的星系往往缺乏其星系团同伴那样壮观的尾须，而所有发现的带有活动星系核的星系都位于星系团中。
波吉安蒂说，结合冲压剥离和容纳活动星系核的星系的模拟将既复杂又计算量大，需要大量的时间和计算机算力。她说，这就是为什么目前还没有这样的模拟存在。
她说：“我猜想，在我们的发现之后，世界上会有研究小组尝试将这两个过程一起模拟。”该论文称，这样的模拟对于解释新的联系将非常有价值。
这七个水母只是更大群体的一部分。在星系气体剥离现象与 MUSE (GASP) 计划中，波吉安蒂和她的同事们正在继续研究一百多个更有趣的星系。[欧洲南方天文台甚大望远镜的惊人太空景观（照片）]
波吉安蒂说：“当所有的观测结果都掌握在我们手中时——我预计大约在一年后——我们将能够获得完整的图像。”一旦研究人员获得所有数据，该团队将能够看到特征如何变化和演变。波吉安蒂说，观察水母——有些处于气体移除的开始阶段，有些具有长长的尾须，还有一些缺乏气体，没有燃料来诞生年轻恒星——将使研究人员能够研究水母生命周期的各个阶段。
她说：“这就像在前排观看星系演化在我们眼前发生。”
波吉安蒂说，该团队正在计划，并且在某些情况下已经在努力，使用新墨西哥州的卡尔·G·扬斯基甚大阵列以及智利的阿塔卡玛探路者实验和阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波阵列，在不同波长下观测星系。她说，这样的观测将有助于研究人员了解水母星系中的气体如何随时间演变。
波吉安蒂说：“这真的很棒，因为这些是世界上最强大的天文观测设施，每个设施都在各自的领域和波长上。”“它们的结合将使我们能够研究所有不同的气体相，[以及]它们如何相互关联以及与新恒星的形成相关联。”
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