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  微波、可见光以及紫外线波段叠加下呈现出“凤凰”超星团的外观(腾讯科技配图)

由可见光、紫外、X射线波段拍摄的“凤凰”超星团(腾讯科技配图)

  腾讯科学(Everett/编译)据国外媒体报道,天文学家发现了一个非常不同寻常的星系群,是目前发现的宇宙中最大的天体集群之一,打破了若干个宇宙天体观测记录。该超级星系集群被称为“凤凰超星团”,由隶属于美国国家航空航天局的钱德拉X射线空间望远镜、美国国家科学基金会南极望远镜观测阵列以及其它八座世界级的天文台联合观测,“凤凰超星团”的出现使得天文学家们需要重新思考宇宙中的庞大天体结构,以及星系群中星系的演化过程。

  在“凤凰超星团”中,科学家们观测到了最快的恒星形成速率,庞大的恒星形成区在钱德拉X射线空间望远镜的观测下一目了然,而且观测数据还显示了星系团中炙热气体的冷却速率是有史以来最快的。“凤凰超星团”位于凤凰星座,距离地球大约57亿光年。

  根据麻省理工学院的Kavli研究所天体物理学和空间研究科学家迈克尔·麦克唐纳(Michael McDonald)介绍:“凤凰是一个很好的比喻手法来描述这个宇宙中超级庞然大物,虽然大多数星系团中心的恒星集群似乎已经处于休眠的状态,但凤凰超级星团的中央星系看上去已经复苏,开刷了新一轮的恒星形成过程。”这项研究发现已经刊登在8月16日的《自然》期刊上。就像其他星系团那样,凤凰超级星团中包含着大量的炙热气体,而且比起正常的星系团拥有更多的星际物质,只有钱德拉X射线空间望远镜才可以看到该超级星系群中的的所有活动。

  然而,大多数的星系团在形成之后的数十亿年,就很少有新的恒星集群开始出现,天文学家们认为这是因为逐渐演化发展出的黑洞开始进入这个系统,阻止了可导致恒星形成的星际气体的冷却过程,使得恒星形成受阻。在著名的英仙座星系团中,其中存在的黑洞便阻止了恒星形成的气体演化过程,降低了恒星形成速率,尤其是在英仙座星系团中央,黑洞释放的喷流形成了强大的干扰波。

  根据位于马萨诸塞州哈佛-史密松森天体物理中心的天文学家、本项研究的合著科学家之一瑞安弗利(Ryan Foley)介绍:“在凤凰超级星团中,我们发现黑洞的喷射流似乎并不强大,不足以阻止恒星形成过程中气体的冷却过程。”正是由于凤凰超级星团中的黑洞喷流并不强大,造成了超级星团中心恒星形成速率比英仙座星系团的恒星形成速率快了近20倍,这一比率是目前天文观测中发现的最高恒星形成速率的星团之一。

  在凤凰超级星团中狂热的恒星形成速率和气体冷却过程导致了星系以及黑洞的质量都在以较快的速度增加。根据另一位参与本项研究的科学家、芝加哥大学的宇宙物理学家布拉德福德森(Bradford Benson)介绍:“这种快速的恒星增长速率并不会延续超过一亿年,否则超级星系与黑洞将会比临近宇宙空间的星系大得多。”更加引人注目的是,超级凤凰星团极其中央星系、黑洞是目前宇宙观测中发现的最大质量同类天体。

  由于星系团庞大的体积对研究宇宙学和星系演化具有决定性的作用,发现凤凰超级星团恒星形成集群具有极大的研究价值。剑桥大学的科学家马丁·里斯(Martin Rees)认为如此大规模的恒星形成区是相当有价值的发现,因为这提醒我们需要重新思考巨大的星系如何形成这个问题,冷却的热气体可能比以往所认为的在恒星形成中发挥更重要的作用。

  凤凰超级星团最初被美国国家基金会南极天文台观测到,接着位于智利的双子座南站天文台对其进行了详细观测,为了进一步计算凤凰超级星团恒星形成的速率,科学家使用了美国国家航空航天局广域红外空间望远镜和星系演化探测器,以及隶属于欧洲空间局的赫歇尔空间望远镜进行观测