科學家發現銀河系中心黑洞定期向太空「打嗝」

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【新唐人北京時間2021年12月11日訊】近日,一個研究團隊發現,銀河系中心黑洞不是在沉睡中,而是會定期「打嗝」,噴出「迷你噴流」。

週一(12月6日),《天文學雜誌》(The Astrophysical Journal)發表了北卡羅來納大學(University of North Carolina)的塞西爾(Gerald Cecil)領導的一個多國團隊的研究。根據各種望遠鏡的多波長觀測結果,黑洞每次吞噬大體積的東西,如氣體雲時,都會噴出「迷你噴流」。

銀河系中心附近的X射線、分子氣體和溫暖的電離氣體的綜合視圖。(NASA/ESA/Gerald Cecil)

銀河系中心黑洞被稱為人馬座A*(Sgr A*),其質量是太陽的400多萬倍,其強大的引力可將附近的恆星和氣體雲吸引到它的吸積盤。其中的一些物質在超高溫下會以狹窄的光束(也被稱為噴流)從黑洞中排出。

「中心黑洞是動態變化的,目前正處於斷電狀態」,塞西爾說。

2013年,美國國家航空航天局(NASA)錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory,CXO)探測到的X射線和新墨西哥州的甚大(Jansky)射電望遠鏡探測到的無線電波,證明黑洞附近有一個短小的南方噴流。

塞西爾很好奇是否也有一個向北方的反噴流,隨後研究人員利用NASA哈勃太空望遠鏡和智利的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波天線陣(ALMA),尋找北方反噴流的蹤跡。

ALMA的觀測結果顯示,一個狹窄的線性形狀從黑洞延伸到分子氣體雲中15光年,而哈勃紅外圖像捕捉到,在從黑洞延伸到至少35光年的距離處,與狹窄的噴流一起有一個發光的、膨脹的熱氣泡

塞西爾的團隊認為,黑洞的噴流衝進了氣泡,從而使這個氣泡膨脹起來。

「當它吹過氣體時,噴流撞上了物質,並沿著多個流彎曲開來」,該研究的共同作者、日本筑波大學(University of Tsukuba)的研究人員瓦格納(Alex Wagner)在聲明中說,噴流從鉛筆束分流成卷鬚狀物,就像章魚須一樣」。

這種外流創造了一系列膨脹的氣泡,至少延伸到500光年。瓦格納和塞西爾接下來在一個模擬的銀河系盤中運行了噴流的超級計算機模型,這些模型再現了他們的觀察結果。

「我們的中心黑洞在過去的一百萬年裡亮度明顯飆升了至少100萬倍」,瓦格納在聲明中說,「這足以讓噴流衝進銀河系的光環」。

哈勃和其它望遠鏡之前的觀測發現,銀河系的黑洞在大約200-400萬年前爆發過一次,並產生了一對巨大的氣泡,在銀河系的上方閃閃發光,其也被稱為費米氣泡(Fermi bubbles)。

銀河系邊緣的可視化圖,上面有兩個巨大的等離子體氣泡在發光。(NASA/ESA/Gerald Cecil)

聲明中說,在一個距離地球4700萬光年,名為 NGC 1068 的活躍螺旋星系中也發現了類似的證據,在沿著這個星系中心黑洞的噴流周圍也有一連串氣泡。

美國國家科學基金會(National Science Foundation)的事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)將拍攝的黑洞陰影圖像可能會揭示出黑洞噴流的發出位置和方式。

(記者李昭希編譯報導/責任編輯:林清)

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