國際研究小組觀察到黑洞熱氣體演化細(xì)節(jié) 結(jié)構(gòu)類似火山噴發(fā)煙霧流

一個國際研究小組觀察到來自活躍黑洞的熱氣體的演化細(xì)節(jié)。這些結(jié)構(gòu)讓人強(qiáng)烈地聯(lián)想到火山噴發(fā)產(chǎn)生的煙霧流。此類黑洞的活動對星系演化和黑洞所在的星系際環(huán)境有著至關(guān)重要的影響。相關(guān)結(jié)論發(fā)表在18日的《自然·天文學(xué)》雜志上。

研究人員重點(diǎn)研究了Nest200047系統(tǒng)(約2億光年以外，由大約20個星系組成)。這個系統(tǒng)的中央星系有一個活躍的黑洞，研究人員在黑洞周圍觀察到了許多年齡不同的氣泡、磁場周圍絲狀結(jié)構(gòu)和一些粒子。

世界上最大的低頻陣列射電望遠(yuǎn)鏡LOFAR可以攔截目前所能探測到的最古老電子產(chǎn)生的輻射，使研究人員能夠“回到”1億多年前，追溯Nest200047中心黑洞的活動。

這項(xiàng)研究的第一作者、意大利博洛尼亞大學(xué)物理和天文學(xué)系研究員、國際天文學(xué)聯(lián)合會成員瑪麗莎·布里恩扎說：“我們的研究表明這些被黑洞加速的氣泡是如何隨著時間的推移而膨脹和變形的。事實(shí)上，它們創(chuàng)造了壯觀的蘑菇狀、環(huán)狀和細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，類似于地球上一次強(qiáng)大的火山噴發(fā)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。”

每個星系的核心都有一個超大質(zhì)量黑洞。其活動對銀河系的演化和承載它的星系際環(huán)境產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。多年來，研究人員一直試圖弄清楚這些黑洞的作用是如何以及以何種速率產(chǎn)生這些影響的。

當(dāng)黑洞活躍時，它會消耗周圍的一切，并在此過程中釋放出巨大的能量。有時這種能量以粒子流的形式，以接近光速的速度運(yùn)動并產(chǎn)生無線電波。反過來，這些流會產(chǎn)生粒子氣泡和磁場，在膨脹的過程中，它們可以加熱和移動周圍的星系際介質(zhì)。這對星系際介質(zhì)本身的演化產(chǎn)生巨大影響，因此也對恒星形成速率產(chǎn)生了影響。

這項(xiàng)研究表明，活躍的黑洞影響范圍比宿主星系大100倍，而且這種影響可持續(xù)長達(dá)數(shù)億年。

研究人員表示，對Nest200047的觀察展示了磁場和由黑洞加速的粒子如何在將能量轉(zhuǎn)移到星系群的外部區(qū)域方面發(fā)揮著核心作用。

此次觀測還發(fā)現(xiàn)了長達(dá)100萬光年的稀薄氣體絲，由以近似光速和磁場運(yùn)動的粒子組成。研究人員稱，這些細(xì)絲是數(shù)億年前Nest200047黑洞產(chǎn)生的氣泡的殘余物，現(xiàn)在正在破碎并與星系際介質(zhì)混合。他們認(rèn)為研究這些結(jié)構(gòu)會帶來關(guān)于星系際物質(zhì)的物理特征，以及調(diào)節(jié)氣泡與外部環(huán)境之間能量傳遞的物理機(jī)制的新發(fā)現(xiàn)。(張佳欣)

關(guān)鍵詞： 國際研究小組 黑洞 熱氣體 演化細(xì)節(jié)