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台大暗物質模型 助解密類星體

中央社/ 2014.12.22 00:00
(中央社記者許秩維台北22日電)台大天文所團隊提出極輕暗物質模型,提供類星體研究的重要線索,有助於解釋類星體的形成,研究刊登在國際期刊。

台灣大學天文所教授闕志鴻領導的研究團隊,利用論文第一作者、台大物理所博士後研究員薛熙于開發的電腦模擬系統,提出極輕暗物質模型,每個星系的中心都有一個超高密度的核心,稱為孤立子,研究有助於解釋類星體的形成,刊登在12月國際期刊「物理評論快報」。

台大表示,類星體是誕生在宇宙早期、亮度極高的天體,科學家一般相信,它的高亮度源自大量氣體被吸入星系核心的黑洞時,所釋放的巨大能量,但目前觀測到最早的類星體約在宇宙初期4000萬年,僅是宇宙年齡的1/30,但如何在這麼短的時間產生巨大質量的黑洞,仍是天文物理學界的謎。

台大團隊藉由超高速、超高解析度電腦模擬,研究團隊發現每個星系的中心都有一個超高密度的核心,稱為孤立子(soliton),而孤立子質量可重達太陽數十億倍,有效吸引周圍氣體,幫助氣體落入黑洞的引力範圍,在被黑洞吞噬前,掙扎的氣體溫度會增高,因而造成類星體的現象。

研究團隊表示,他們發現孤立子的質量與星系的質量和年齡有緊密的相關性,星系愈重,中心的孤立子就愈重,而宇宙愈早期的星系,孤立子也愈重,因此早期星系中心的重孤立子能迅速吸引大量氣體餵食黑洞,足以解釋類星體的形成。

闕志鴻表示,位於星系中心的黑洞,需餵食氣體才能成長,所以極輕暗物質極可能是超重黑洞成長的要素,現在成果只是往這個研究方向邁進的一小步,未來研究工作若進一步找到極輕暗物質和超重黑洞關聯的直接證據,就能把極輕暗物質的新概念推向新里程碑。

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