陆奕彤星系“变脸” 人类也许见证了类星体的诞生

　　天文学家发现，每个星系中心往往会存在一个超大质量黑洞。究竟宇宙中是先有星系中心黑洞再吸积周围物质形成星系，还是先有星系再孕育中心黑洞？这个问题就像“鸡生蛋还是蛋生鸡”一样，至今尚未有定论。但公认的一点是，星系中心黑洞对星系的影响很大，一旦黑洞“躁动”，星系也会“变脸”。

　　近日，研究人员观察到6个相对安静的星系突然变得活跃起来，它们的中心黑洞疯狂“吞食”，中心区域亮度由弱变强。浩瀚宇宙中，这群原本的“小透明”摇身一变，成了惹人注目、熠熠生辉的类星体，怒刷一波存在感。研究人员观测到这一变化过程历时几个月，但在星系数十亿年的寿命面前，可谓是“瞬间变脸”。更重要的是，天文学界此前几乎没有观测到过亮度增强的星系“变脸”事件。该研究成果近日发表在《天体物理学杂志》上。

　　黑洞“有点饿” 星系“很温和”

　　有学者曾计算过，宇宙至少有2万亿个星系。这些星系形状各异，大小和亮度也不尽相同。有星光黯淡的普通星系，即便采用人类最先进的望远镜都搜索不到它的身影；也有星芒四射的活动星系，即便是在100亿光年之外，其光芒也能被我们捕捉到。

　　一个普通的星系之所以能被我们看到，主要是因为其中的大量恒星发出的光。而一个活动星系之所以耀眼，皆源于它的核心发出了最亮的光。在一个星系的核心区域中，超大质量黑洞在贪婪地吞噬附近的气体和尘埃，并发出稳定的明亮光线。相比而言，活动星系中的恒星发出的光亮只是萤火之光，远比不上中心黑洞“吞吐”的日月之辉。正是因为二者亮度的显著差异，我们在地球上观测时，只能看到非常遥远的星空中有个明亮的点，那正是活动星系核，由于它看起来与近处的恒星无甚差别，天文学家也称之为类星体。

　　在普通星系和活动星系之间，还存在着第三类星系——低电离核发射线区（LINER）星系，它正是此次“变脸”事件的主角。

　　“LINER星系是指在核心区域出现低电离发射线的星系，这种发射线在光谱中有特定的范围。”中科院国家天文台研究员陆由俊在接受科技日报记者采访时表示，普通星系主要辐射源来自恒星，其核心区域捕捉不到发射线；活动星系主要辐射源为核心区域黑洞活动产生的高电离发射线；而LINER星系的主要辐射源一直存有争议，有人认为是星系中心黑洞的光，也有人认为其星系内部众多恒星所发出的光更强烈一些。

　　“通俗来讲，普通星系的中心黑洞处于休息的状态，基本上不怎么吃东西，自然也不怎么发光，就像我们银河系中心的黑洞一样相对安静；活动星系的中心黑洞则在吃正餐，大快朵颐，吐出的光强烈明亮；而LINER星系中心黑洞则处于‘吃零食’的状态，断断续续吃一些，但吃得少，吐的光也相对微弱些。”中科院国家天文台研究员金驰川告诉科技日报记者，LINER星系核心区域的活动既不算很安静，也不是太躁动，是一类相对“温和”的星系。

　　“后来有学者提出，LINER星系核心区也可能是一片星暴区，有大量恒星形成，如果这些恒星的质量很大，也会发射紫外线光子，将周围的云团、气体电离，释放出低电离发射线。”陆由俊说。

　　以往是“终结” 这次是“新生”

　　“以前，星系‘变脸’很少被观测到，而且多是明亮的类星体黯淡下来，这往往代表着类星体的‘终结’。”陆由俊说。

　　从第一颗类星体被发现至今，已近60年。这期间，人们发现了超过50万个类星体，能“变脸”的仅占极少数。在人们观测的过程中，这些“变脸”类星体的高电离发射线会在几年的时间内消失。

　　“此次观测到的6个星系其亮度在几个月内增加了几倍，由低电离的LINER星系转变为高电离的类星体，这更像是类星体的诞生。”陆由俊说，“我们以前几乎从未观测到过。”

　　是什么催生了这场蜕变？在陆由俊看来，星系核心如果是星暴区，星暴区“暴动”引发这次“变脸”活动貌似不太可能。因为恒星的形成所需的时间很长，这种变化过程目前人类几乎不可能观测到。

　　因此，最有可能的原因是星系中心的黑洞，吸积周围物质的量突然增大，导致其电离的光也开始变强起来。可是，又是什么原因让原本“温和”的黑洞“躁动”起来的呢？

　　研究人员首先想到的是潮汐瓦解事件。如果黑洞的领地闯入一颗恒星，只要在足够近的距离，黑洞产生的潮汐力就有可能撕裂这颗恒星，一些恒星碎片会被高速分裂并开始落入黑洞中，在这个过程中就会导致不同发射线信号的出现，瞬间造成亮度增量，随后亮度会按照一定的时间规律衰减。但研究人员在进一步观测中发现，其衰减规律与潮汐瓦解事件并不吻合，这种假设也被否定了。