麻省理工學(xué)院科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的新星系團(tuán)隱藏在我們眼前。該星團(tuán)距離地球僅24億光年,，由數(shù)百個(gè)獨(dú)立星系組成,，圍繞著一個(gè)極其活躍的超大質(zhì)量黑洞。該黑洞類星體的中心被命名為PKS1353-341,，它非常明亮,，以至于幾十年來在夜空中觀察它的天文學(xué)家們都認(rèn)為，該類星體在宇宙的角落里是孤獨(dú)的,，從一個(gè)星系的中心發(fā)出孤獨(dú)的光,。但正如麻省理工學(xué)院的研究小組發(fā)表在《天體物理學(xué)》上的那樣，類星體的光線如此明亮,，以至于它周圍聚集了數(shù)百個(gè)星系。

博科園-科學(xué)科普：在新分析中,，研究人員估計(jì)在星系團(tuán)中有數(shù)百個(gè)獨(dú)立的星系,，這些星系的總質(zhì)量約為690萬億顆太陽。相比之下，我們的銀河系大約只有有4000億個(gè)太陽質(zhì)量,。研究小組還計(jì)算出,，星團(tuán)中心的類星體比太陽亮460億倍。它極其明亮的亮度很可能是暫時(shí)瘋狂進(jìn)食的結(jié)果：當(dāng)一個(gè)巨大的圓盤狀物質(zhì)圍繞著類星體旋轉(zhuǎn)時(shí),，圓盤上的大塊物質(zhì)就會(huì)下落并進(jìn)食,，導(dǎo)致黑洞以光的形式放射出大量能量。麻省理工學(xué)院Kavli天體物理和空間研究所的物理學(xué)助理教授,、研究作者邁克爾·麥克唐納說：這可能是星團(tuán)經(jīng)過的一個(gè)短暫階段,，在這個(gè)階段，中心黑洞吃了一頓快餐,，變得明亮,，然后又消失了。

x射線圖像(藍(lán)色)和光學(xué)放大圖像(金色和棕色)顯示了隱藏星系團(tuán)的中心星系,，該星系團(tuán)隱藏著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。圖片：Taweewat Somboonpanyakul

這可能是我們碰巧看到的一個(gè)光點(diǎn),。在一百萬年后,，這可能看起來像一個(gè)漫無邊際的模糊球,。麥克唐納和他的同事們認(rèn)為,，這一隱藏星團(tuán)的發(fā)現(xiàn)表明，在極其明亮的天體背后可能隱藏著其他類似星系群,，天文學(xué)家們把它們錯(cuò)定義為單一光源。研究人員目前正在尋找更多隱藏的星系團(tuán),，這可能是估算宇宙中有多少物質(zhì)以及宇宙膨脹速度的重要線索。論文的共同作者包括麻省理工學(xué)院研究生Taweewat Somboonpanyakul,、普林斯頓大學(xué)的Henry Lin、大型天氣觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡的Brian Stalder和哈佛-史密森天體物理中心的Antony Stark,。

2012年麥克唐納和其他人發(fā)現(xiàn)了鳳凰星團(tuán)，這是宇宙中最大,、最明亮的星系團(tuán)之一。對(duì)麥克唐納來說,，神秘的是為什么這個(gè)星團(tuán)如此明亮,，而且在天空中很容易觀察到的區(qū)域，以前從未被發(fā)現(xiàn)過。麥克唐納說：我們開始問自己為什么沒有更早發(fā)現(xiàn)它,，因?yàn)樗男再|(zhì)非常極端,，非常明亮。這是因?yàn)槲覀儗?duì)集群的外觀有先入為主的概念,，這個(gè)和那個(gè)不一致,，所以錯(cuò)過了。在很大程度上,，天文學(xué)家們假設(shè)星系團(tuán)看起來“蓬松”，在x射線帶中發(fā)出非常漫反射的信號(hào),，而不是像點(diǎn)一樣明亮的源,，這些源被解釋為極其活躍的類星體或黑洞。

這些圖像要么是所有的點(diǎn),，要么是氣泡,，這些氣泡是巨大的百萬光年的熱氣體球，稱之為星團(tuán),，這些點(diǎn)是黑洞,，它們?cè)谖e氣體，并在氣體螺旋上升時(shí)發(fā)光,。在一個(gè)星團(tuán)的中心有一個(gè)快速增長的黑洞想法——不認(rèn)為這是自然界發(fā)生的事情,。但鳳凰星團(tuán)的發(fā)現(xiàn)證明了星系團(tuán)確實(shí)可以容納大量活躍黑洞，這促使麥克唐納思考：附近是否還有其他的星系團(tuán)被簡單地認(rèn)錯(cuò)了呢?為了回答這個(gè)問題,，研究人員建立了一項(xiàng)名為“芯片”(CHiPS)的調(diào)查,，專門針對(duì)隱藏在普通視線下的星團(tuán)，旨在重新評(píng)估過去拍攝的x射線圖像,。

從點(diǎn)光源的檔案數(shù)據(jù)開始,，或者是天空中超亮的物體，尋找毛絨絨東西內(nèi)部的點(diǎn)源,。對(duì)于先前發(fā)現(xiàn)的每一個(gè)點(diǎn)源,，研究人員記錄下它們的坐標(biāo)，然后使用麥哲倫望遠(yuǎn)鏡(Magellan Telescope)更直接地研究它們,。麥哲倫望遠(yuǎn)鏡是位于智利山區(qū)的一架強(qiáng)大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,。如果他們觀察到點(diǎn)源周圍的星系數(shù)量超過預(yù)期(這是氣體可能來自星系團(tuán)的跡象)，研究人員就會(huì)利用美國宇航局的錢德拉x射線天文臺(tái)再次觀察點(diǎn)源,，以確定主點(diǎn)源周圍的擴(kuò)散源,。

大約90%的信息來源都不是集群，但有趣的是發(fā)現(xiàn)為數(shù)不多的事情都是違反規(guī)則的,。這篇新論文報(bào)告了芯片調(diào)查的第一個(gè)結(jié)果,，到目前為止,，該調(diào)查已經(jīng)證實(shí)了一個(gè)新星系團(tuán)中存在一個(gè)極其活躍的中心黑洞。黑洞的亮度可能與它吃了多少有關(guān),，這是典型的星團(tuán)中心黑洞亮度的數(shù)千倍,，所以它的進(jìn)食非常極端。不知道這種情況會(huì)持續(xù)多久,，或者會(huì)持續(xù)多久,。找到更多這樣的東西將幫助我們理解，這是一個(gè)重要的過程,，還是宇宙中只有一個(gè)這樣的奇怪的東西,。

研究小組計(jì)劃梳理更多的x射線數(shù)據(jù)，以尋找第一次可能錯(cuò)過的星系團(tuán),。如果芯片調(diào)查能找到足夠的這些物質(zhì),，就能精確地確定黑洞的具體吸積速率，黑洞從主要產(chǎn)生輻射轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)生機(jī)械能,，機(jī)械能是黑洞的兩種主要形式,。來自黑洞的能量輸出，這個(gè)特別的物件很有趣,，因?yàn)樗苣娉绷鞫鴦?dòng),，要么是中心超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量遠(yuǎn)低于預(yù)期，要么是吸積流的結(jié)構(gòu)異常,。

那些怪人是教給我們最多的。除了為黑洞的進(jìn)食或吸積行為提供光線外,，對(duì)更多星系團(tuán)的探測(cè)可能有助于估計(jì)宇宙膨脹的速度,。以泰坦尼克號(hào)為例，如果知道兩個(gè)最大的碎片落在哪里,，就可以把它們映射回去,，看船是在哪里撞上冰山的。同樣地,，如果你知道宇宙中所有的星系團(tuán)在哪里,，它們是宇宙中最大的部分，它們有多大,，有一些關(guān)于宇宙開始時(shí)的樣子的信息,，從大爆炸中知道的，然后就可以繪制出宇宙是如何膨脹的,。

博科園-科學(xué)科普｜ 參考期刊文獻(xiàn) :《Astrophysical Journal》｜研究/來自：麻省理工學(xué)院

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