创新背景
星系的碰撞在人们的想象中可能是某种宇宙大灾难、恒星撞击和爆炸,伴随着史诗般的破坏。但实际上它通常更接近一对云的组合,较大的云吸收较小的云,其中的任何恒星都不太可能相互碰撞。
创新过程
传统的星系知识认为星系之间的碰撞必然会增加其中心大质量黑洞的活动。然而, 东京大学的研究人员对一系列碰撞场景进行准确的模拟后,发现一些碰撞可以减少其中心黑洞的活动是因为某些迎面碰撞的云实际上可能会清除星系核中的物质,否则这些物质会为其中包含的黑洞提供燃料。
星系以不同的方式碰撞。有时一个小星系会与一个较大星系的外部相撞,要么穿过,要么合并,在这两种情况下都会交换很多恒星。但星系也可能正面碰撞,两者中较小的星系将被较大的星系的压倒性潮汐力撕裂。
大多数星系的中心是一个巨大的黑洞或MBH。天文学家探索银河系碰撞后,人们认为碰撞总是会以原子核内物质的形式为MBH提供燃料。而且这种燃料为MBH提供燃料后将显著增加其活性,产生更多的紫外线和X射线等。
研究构建了高度详细的银河碰撞场景模型,并在超级计算机上运行。模拟结果显示,在某些情况下,一个即将到来的小星系实际上可能会剥离围绕较大星系的MBH的物质,这将减少而不是增加其活动。星系的中心碰撞可以剥离围绕大质量黑洞的环形气体。关闭黑洞燃料会使明亮的原子核中有相当一部分可以变得不活跃。星系碰撞可能是关闭和打开原子核活动的原因,这取决于碰撞轨道(正面或远离中心)。
研究计算了围绕MBH的圆环或甜甜圈形状的气体物质的动态演变,发现进入的星系如果将这个环面加速到由MBH的性质决定的某个阈值以上,那么物质将被弹出,MBH将被“饿死”。这些事件可以持续一百万年,且它们对MBH活动的抑制会持续多久尚不确定。
创新价值
研究可以帮助人们进一步了解银河系的演化,对星系碰撞有更多的认识。