传统的常识告诉会告诉你我，物体离我们越远，看起来越小，但当我们观察遥远的宇宙时，这一经典物理学的基本定律被颠倒了。肯特大学(University Of Kent)天体物理学家模拟了宇宙中最大物体的演化，以帮助解释星系和其他宇宙体是如何形成的。通过观察遥远的宇宙，可以在过去的状态下观察它，当时它还处于形成阶段。当时，星系正在成长，超大质量黑洞正在猛烈地喷出大量的气体和能量。
这种物质积累成成对的“宇宙水库”，形成了宇宙中最大的物体，也就是所谓的巨型射电星系。这些巨大的射电星系横跨宇宙的很大一部分。即使以光速移动，也需要几百万年才能穿过一个。天体物理和行星科学中心的迈克尔·D·史密斯教授和学生贾斯汀·多诺霍参与了这项研究，他们期望发现，当模拟更远宇宙中的物体时，它们看起来会更小，但实际上他们发现了相反的情况。当观察遥远的宇宙时，我们是在观察过去的物体，即当它们还年轻的时候。
研究希望发现这些遥远的巨星系会看起来像一对相对较小的模糊叶状体。令我们惊讶的是，发现这些巨星系虽然离我们很远，但仍然显得巨大。射电星系很早就被认为是由双喷流驱动的，这些喷流会膨胀它们的叶状结构并产生巨大空腔。该团队使用Forge超级计算机进行了模拟，生成了三维流体动力学，再现了这些喷射流的效果。然后，将得到的图像与对遥远星系的观察进行比较，使用一种新的分类指数，明亮指数(LB指数)来评估差异。
该指数测量对象的方向和大小的变化，我们知道，一旦距离足够远，宇宙就像放大镜一样，天空中的很多物体开始变大（这就是引力透镜）。由于距离的关系，观察到的物体非常微弱，这意味着只能看到它们中最明亮的部分和热点。这些热点发生在射电星系的外缘，因此它们看起来比以往任何时候都大，混淆了最初的预期。完整的研究，用三维模拟探索遥远射电星系的形态分类，已发表在《皇家天文学会月刊》上。
研究探索了超音速喷流驱动的射电星系高分辨率三维模拟的大型系统研究，对于这项基准研究，采用非相对论流体动力学绝热流动，从喷嘴进入恒定压力匹配环境。同步辐射发射率是通过注入材料的热压来近似。发现，模拟射电星系的形态分类明显依赖于几个因素，随着距离的增加(即观测分辨率的降低)和方向的减小，常常导致从FR?II(变亮)到FR?I(变暗)类型的重新分类。喷流密度也有预期的影响，较低密度促使形成更宽和桥接的波瓣形态以及更明亮的射电射流。
博科园｜研究/来自：肯特大学
参考期刊《皇家天文学会月刊》
DOI: 10.1093/mnras/stz2525
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