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以每小时3600万英里吹的超大质量黑洞风能够雕塑整个星系

(2024-06-26 09:52:14)

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杂谈

以每小时3600万英里吹的超大质量黑洞风能够雕塑整个星系

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Robert Lea

Tue, June 25, 2024, 3:00 AM GMT+8·

从一个超大质量黑洞吹的宇宙风的描画。. | Credit: NASA/CXC and Nahks Tr'Ehnl

一个被一个超大质量黑洞提供动力的明亮类星体正在炸出推开它周围的气体云来产生达到每小时3600万英里（每小时5800万公里）速度的风的辐射。哦，这个类星体也几乎和宇宙本身一样古老。

由威斯康星大学麦迪逊分校天文学家领导的一组科学家的这一发现表明在所谓的“活动星系核”或“AGN”中心喂养的超大质量黑洞能在雕塑围绕它们更广泛的星系中起作用。

研究人员用关于位于130亿光年外的牧夫座中的类星体SBS 1408 + 544的八年数据得出了他们的发现。这些数据被斯隆数字巡天（SDSS）进行的黑洞映射器混响映射项目收集。来自SBS 1408+544的光130亿年一直旅行到地球，这几乎与138亿年老的宇宙存在的时间一样长。

虽然超大质量黑洞有相当于数百万个有时甚至是数十亿个太阳的质量，但被认为存在于大多数星系的中心，但并非所有这些都能为类星体提供动力。类星体黑洞被在一个扁平的叫“吸积盘” 的逐渐的给它们喂物质的漩涡云中的物质包围。

一个类星体的中心超大质量黑洞的巨大引力影响造成摩擦力和加热起吸积盘物质的潮汐力，造成它强烈的辉光。此外，没有被喂给超大质量黑洞的物质被强大的磁场引导到宇宙巨人的两极，在那里它被加速到接近光速并以高度准直的射流炸出。这些来自每个黑洞极的双射流也被电磁辐射的发射伴随。

这种辐射不仅使一些类星体比围绕它们星系中每颗恒星的总和的光更亮，而且这种光还形成这些星系并为天文学家提供一个来测量一般黑洞对星系的影响的有用的衡量标准。

团队负责人和威斯康星大学麦迪逊分校天文学教授凯瑟琳格里尔在一份声明中说，“吸积盘中的物质总是落入黑洞，拉扯和拉扯的摩擦加热起黑洞并使它非常非常热和非常非常明亮，这些类星体真的明亮的，而且因为从圆盘的内部到远处有一个大的温度范围，它们的发射几乎覆盖所有的电磁波谱”。

蓝色、橙色和黄色光点在绿色十字准线中相对黑色背景。

来自这个特殊类星体的明亮光允许格里尔及其同事来追踪气态碳的风。这被通过测量被类星体发射的广谱电磁辐射中的间隙完成，这表明了光被碳原子吸收。

研究小组发现，每次他们在SBS 1408 + 544的130次观测中测量这个吸收光谱时，有一个从碳吸收“阴影”的正确位置的位移。随着时间这增加了，因为来自类星体的辐射推开围绕它的物质。这种物质形成了速度高达每小时3600万英里（每小时5800万公里）的超大质量黑洞风，大约是音速的45000倍。

团队联合负责人和威斯康星大学麦迪逊分校天文学毕业生罗伯特惠特利说，“这种位移告诉我们气体正在快速移动，而且一直都更快，风正在加速，因为它被炸出吸积盘的辐射推动”。

在黑暗的背景下一个明亮的橙色圆环，在它里面有明亮的光漩涡

科学家们已经怀疑他们之前已经发现过加速的超大质量黑洞风，但这是第一次观测已经被确凿的证据支持。这种宇宙风对天文学家是大兴趣，因为它们移动着的气体服务于恒星的构建块。这意味着如果黑洞风足够强大，它们能切断恒星形成，从而“杀死”它们的宿主星系。它们还能剥夺中央超大质量黑洞的燃料，结束它们作为类星体机器的日子。

这可能会将一个活跃的星系变成一个安静的星系像银河系一样，银河系除了以非常缓慢的速度形成恒星外，在它的中心还有一个“沉睡的巨人”黑洞。人马座A*（Sgr A*）是我们的黑洞，被如此少的物质包围以至于它的气体和尘埃饮食相当于人类每百万年吃掉一粒米。或者，来自超大质量黑洞的风可以压缩气体而不是将它推开，这将在它们的宿主星系中引发新的恒星形成。