星系核大爆发,爆发能量最大的星系是什么星系？

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爆发能量最大的星系是什么星系？

许多星系都有一个较密集的中心部分——星系核。星系核一般活动性都相当强，其中以大熊座（即北斗星座）的 NGC3034 星系核爆发的景象最为壮观。

NGC3034 距我们约 1300 万光年，它的爆发是星系核爆发中能量最大的。爆发所产生的喷射物以 1000 千米/秒 的高速一直延伸到离中心 14000 光年的远处。它爆发的能量，单单从红外波段辐射的能量就高达 2000 亿亿亿亿千瓦/秒，而我们的太阳辐射的总能量还不到 1000 万亿亿千瓦/秒。也就是说，NGC3034 单就红外波段的辐射就比 5000 亿个太阳的辐射能量还多，甚至比我们整个银河系所有波段的辐射总量还大得多。

我们再从另外的角度来描述这么巨大的能量。假若这个星系核从形成到现在都以这样的规模进行着剧烈的爆发，那么它已辐射的能量高达 10^56 尔格。这比猛烈的超新星爆发还要强烈几百万倍，而一颗超新星爆发就能放出相当于几十亿亿亿颗氢弹爆炸时所放出的能量。由此可想象出 NGC3034 爆发的能量是多么巨大！

星系核活动形式

星系核活动展现出多种多样的形式，其中最为显著的是剧烈的气体运动。在塞佛特星系中，观测到的气流速度惊人，可达每秒数千公里，这些气流有时甚至延伸至核外数千秒差距的区域。

非热辐射是星系核活动的又一重要特征。与宁静状态相比，强非热辐射主要在红外区达到峰值，频率约为 2.5×10^13 赫。在这类活跃情况下，辐射功率可高达 10^46～10^47 尔格/秒，总能量惊人，有时甚至可达 10^62 尔格。

光变现象也是活动星系核的显著标志。比如 3C273，其光度在短短两个月内可变化一倍。光变的幅度随波长变化，波长越短，时变越强烈。大多数这类星系的光变时标大约为一年，这表明它们的尺度约为 10^18 厘米，相当于 1 秒差距。

规模巨大的爆发事件更是星系核活动的壮观表现。例如，M87 的核区抛出大量物质和相对论性粒子，形成物质喷射，喷射物上可见亮凝聚物和暗弱凝聚物，且与核区之间有发光纤维相连。相反方向还发现了一个小型喷射结构。M82 和 NGC1275 等星系核的爆发则显示出物质向四面八方散射的景象，射电星系和类星体的双源结构也可能源于此类爆发事件。

扩展资料

星系核是星系中心质量密集的区域，由大量的恒星、等离子体和高能粒子等组成。星系核有宁静星系核和活动星系核两种。宁静星系核中有各种光谱型的恒星，可能还存在中子星、白矮星等致密星。宁静星系核常产生幂律谱形式的射电辐射。活动星系核具有剧烈活动现象，一般认为它的核心是一个黑洞，存在吸引力和喷流，还会发生星系核爆发。星系核爆发是宇宙中最壮观的天文现象之一。

星系核的活动形式

① 剧烈的气体运动：从测量塞佛特星系的发射线可以估计，气流速度可达每秒几千公里。这种气流有时能一直延伸到核外几千秒差距处。

② 巨大的非热辐射：和宁静核相类似，强非热辐射也是在红外区达到极大，红外极大频率也是 ν极大≈2.5×10^13 赫, 但是强度比宁静时要大几个量级, 辐射功率可达 10^46～10^47 尔格/秒；总能量甚至可达 10^62 尔格。

③ 很强的光变: 光学和射电的辐射强度随时间有很大变化。例如 3C273, 有时在两个月内光度的变化就差一倍。同时，对不同的波长，谱强度的时变幅度也不同：波长越短，时变越强。对多数活动星系核来说，光变时标近一年，从而可推知它的大小约为 10^18 厘米量级（相当于 1 秒差距）。

④ 规模巨大的爆发现象：有些星系核抛出大块物质和相对论性粒子流，形成所谓物质喷射。M87 就是一例。喷射物位于 M87 核的西北方向，其中有三个亮凝聚物和三个暗弱的凝聚物。凝聚物和核之间有发光“纤维”相连；此外，在这些喷射物相反方向也发现了一个小的喷射结构，其中有两个凝聚物。有些星系核爆发时，物质向四面八方抛射出来，著名的例子是 M82 和 NGC1275；许多射电星系和类星体有双源结构，这也可能是某种爆发的结果。

5 亿光年外，一个活跃星系发生了不寻常爆发

在一项新研究中，天文学家用无线电波测绘了一个名为 TXS 0128 的星系，发现它在上个世纪短短的时间尺度里竟发生两次强烈爆发，造就一些有趣现象。

据介绍，TXS 0128 位于仙后座方向，距离我们约 5 亿光年，星系中心潜伏着一个质量高达太阳 10 亿倍的超大质量黑洞。不像银河系中心黑洞处于休眠状态，这个黑洞正不断吸积周围物质，产生大量电磁辐射。因此，TXS 0128 被归类为活跃星系。

一些活跃星系会爆发惊人的双极喷流，即一对朝相反方向喷发，且接近光速运行的高能粒子束。天文学家认为，这些喷流会产生伽马射线。在某些情况下，喷流还可能因为与星际介质碰撞出现减速，进而向星系中心回流。这会导致大量高速粒子绕着磁场旋转，产生明亮的无线电辐射。

大约在五年前，美国宇航局 NASA 的费米伽马射线太空望远镜发现，TXS 0128 是一个相对微弱的伽马射线源。

实际上，费米伽马射线太空望远镜每三个小时进行一次全天扫描，已经识别了 3000 多个活跃星系。几乎所有这些星系的喷流都指向地球方向，正因如此增强了它们的信号。不过，TXS 0128 伽马射线的强度要弱得多，天文学家猜测可能是其喷流没有直接指向地球。

随后，天文学家利用超长基线阵列和钱德拉 X 射线天文台对 TXS 0128 展开深入研究。

超长基线阵列在不同频率的无线电波上对 TXS 0128 进行了详细测绘，观测结果表明 TXS 0128 的无线电结构横跨 35 光年的范围，且与我们的视线存在大约 50 度夹角，验证了天文学家之前的猜测。

更有意思的是，无线电波频率不同，TXS 0128 会显现出不同的外形。其中，当无线电波频率为 6.6 GHz，TXS 0128 看上去酷似《星球大战》中的钛战机。

“继费米的发现之后，我们利用超长基线阵列对该星系进行放大一百万倍的观测，并绘制其形状随时间变化的情况。当我初次看到这些结果时，就觉得似曾相识，看起来像《星球大战》中的钛战机。这是一个有趣的惊喜，而它在不同无线电频率下的外形，还帮助我们进一步认识了活跃星系在数十年时间尺度上发生的巨大变化。”这项新研究的领导者马修·李斯特（Matthew Lister）教授表示。

当无线电波频率为 15.4 GHz 时，TXS 0128 的星系核与无线电瓣之间存在明显的间隙。研究人员推测这可能是由 TXS 0128 的间歇性爆发造成的。从地球的视角来看，TXS 0128 大约 90 年前开始爆发喷流，持续 50 年左右后停止，这造就了外围的无线电瓣。接着，大约 10 年前喷流再次爆发，形成星系中心附近所看到的无线电辐射。至于是什么原因导致 TXS 0128 间歇爆发，目前尚不清楚。

研究人员已经将相关发现发布在 2020 年 8 月 25 日的《天体物理学杂志》上。