新发现：黑洞吞食星云后会向外喷出气流 状如“打嗝”

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新唐人

　


美国国家航空航天局（NASA）哈勃太空望远镜拍摄的螺旋星系NGC 2903。(ESA/Hubble, NASA, and L. Ho, J. Lee and the PHANGS-HST Team)

近日，一个研究团队发现，银河系中心黑洞不是在沉睡中，而是会定期“打嗝”，喷出“迷你喷流”。

周一（12月6日），《天文学杂志》（The Astrophysical Journal）发表了北卡罗来纳大学（University of North Carolina）的塞西尔（Gerald Cecil）领导的一个多国团队的研究。根据各种望远镜的多波长观测结果，黑洞每次吞噬大体积的东西，如气体云时，都会喷出“迷你喷流”。

银河系中心黑洞被称为人马座A*（Sgr A*），其质量是太阳的400多万倍，其强大的引力可将附近的恆星和气体云吸引到它的吸积盘。其中的一些物质在超高温下会以狭窄的光束（也被称为喷流）从黑洞中排出。

“中心黑洞是动态变化的，目前正处于断电状态”，塞西尔说。

2013年，美国国家航空航天局（NASA）钱德拉X射线天文台（Chandra X-ray Observatory，CXO）探测到的X射线和新墨西哥州的甚大（Jansky）射电望远镜探测到的无线电波，证明黑洞附近有一个短小的南方喷流。

塞西尔很好奇是否也有一个向北方的反喷流，随后研究人员利用NASA哈勃太空望远镜和智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波天线阵（ALMA），寻找北方反喷流的踪迹。



银河系中心附近的X射线、分子气体和温暖的电离气体的综合视图。(NASA/ESA/Gerald Cecil)

ALMA的观测结果显示，一个狭窄的线性形状从黑洞延伸到分子气体云中15光年，而哈勃红外图像捕捉到，在从黑洞延伸到至少35光年的距离处，与狭窄的喷流一起有一个发光的、膨胀的热气泡。

塞西尔的团队认为，黑洞的喷流衝进了气泡，从而使这个气泡膨胀起来。

“当它吹过气体时，喷流撞上了物质，并沿著多个流弯曲开来”，该研究的共同作者、日本筑波大学（University of Tsukuba）的研究人员瓦格纳（Alex Wagner）在声明中说，喷流从铅笔束分流成卷鬚状物，就像章鱼须一样”。

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这种外流创造了一系列膨胀的气泡，至少延伸到500光年。瓦格纳和塞西尔接下来在一个模拟的银河系盘中运行了喷流的超级计算机模型，这些模型再现了他们的观察结果。

“我们的中心黑洞在过去的一百万年里亮度明显飙升了至少100万倍”，瓦格纳在声明中说，“这足以让喷流衝进银河系的光环”。

哈勃和其它望远镜之前的观测发现，银河系的黑洞在大约200-400万年前爆发过一次，并产生了一对巨大的气泡，在银河系的上方闪闪发光，其也被称为费米气泡（Fermi bubbles）。



银河系边缘的可视化图，上面有两个巨大的等离子体气泡在发光。（NASA/ESA/Gerald Cecil）

声明中说，在一个距离地球4700万光年，名为 NGC 1068 的活跃螺旋星系中也发现了类似的证据，在沿著这个星系中心黑洞的喷流周围也有一连串气泡。

美国国家科学基金会（National Science Foundation）的事件视界望远镜（Event Horizon Telescope）将拍摄的黑洞阴影图像可能会揭示出黑洞喷流的发出位置和方式。