[摘要]由劍橋大學領(lǐng)導的一組天文學家團隊發(fā)現(xiàn)了一個超大質(zhì)量的黑洞,與其所在星系之間有驚人的聯(lián)系:黑洞噴流。

研究小組分析了通過阿塔卡馬大型毫米波陣列(ALMA)觀測的一個巨大星系團的數(shù)據(jù),該星系團距離地球有57億光年,稱之為鳳凰星系團,大約有一千個星系在其中。
微科普訊 據(jù)國外媒體報道,由劍橋大學領(lǐng)導的一組天文學家團隊發(fā)現(xiàn)了一個超大質(zhì)量的黑洞,與其所在星系之間有驚人的聯(lián)系:黑洞噴流。這通常抑制恒星的形成,在銀河系的光環(huán) “刺激”生產(chǎn)形成恒星的分子氣體。這一研究在天體物理學雜志出版。研究小組分析了通過阿塔卡馬大型毫米波陣列(ALMA)觀測的一個巨大星系團的數(shù)據(jù),該星系團距離地球有57億光年,稱之為鳳凰星系團,大約有一千個星系在其中。在它的中心有一個巨大的星系,每年大約形成質(zhì)量超過太陽質(zhì)量的五百到八百倍的恒星。這個星系內(nèi)有一個黑洞,在吞噬形成恒星的氣體的過程中,形成沿相反方向噴射到星系際空間的強大噴流。
天文學家稱這類黑洞的動力系統(tǒng)為活動星系核(AGN)。美國航空航天局(NASA)的錢德拉X射線天文臺早期的研究揭示,活動星系核的噴流形成一個巨大的“無線電氣泡”,星系中布滿高溫,彌漫等離子體的巨大空洞。形成這些膨脹的氣泡會冷卻和壓縮周圍的熱氣體,這是未來恒星形成的基本步驟。但是,新的阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)觀測揭示,長細絲冷分子氣體在射電氣泡的外緣周圍冷凝。
這些細絲AGN的兩邊延伸到8萬2千光年,含有足夠的物質(zhì)形成一百億倍太陽質(zhì)量的恒星。第一作者劍橋大學的Helen Russell博士說:“從觀測數(shù)據(jù)中我們可以得到,這些氣泡與星系增長有中直接的聯(lián)系。
這讓我們對黑洞如何調(diào)節(jié)未來恒星的誕生有了新的認識,星系如何獲得額外的物質(zhì),使黑洞更活躍。”聯(lián)合作者來自麻省理工學院卡夫利天體物理學和空間研究所的Michael McDonald博士追加道:“我們認為這些氣泡影響恒星的形成,并保持低溫。我們認為它們曇花一現(xiàn),但是現(xiàn)在我們看到它們實際上可以幫助冷卻,這不是老生常談。”ALMA觀測揭露,AGN與冷分子氣體的豐度存在明顯的未知的聯(lián)系。McDonald博士說:“黑洞必須吸收星系中用來形成新恒星的物質(zhì),用來產(chǎn)生巨大的噴流。
這些噴流破壞恒星形成區(qū),從而導致不能生成新的恒星。這能解釋黑洞是怎樣減緩宿主星系增長的。”因沒有主要的熱源,宇宙中最龐大的星系會以遠遠超過觀測值的極端速率形成恒星。一個活躍的超大質(zhì)量黑洞在輻射和噴流的過程中產(chǎn)生熱量,使溫度升高,抑制恒星形成。然而,現(xiàn)在問題來了。
在鳳凰星系團中,研究小組發(fā)現(xiàn)了一個額外的過程,把星系和它的黑洞連在一起。射電噴流加熱鳳凰星系團核的熱氣體,使維持AGN的冷氣體產(chǎn)生。來自滑鐵盧大學的聯(lián)合作者Brian McNamara教授說:“這就是為什么這個結(jié)果如此令人驚訝。這個超大質(zhì)量黑洞通過氣泡和加熱氣體影響星系的增長。值得注意的是,它也在冷卻足夠的氣體維持本身。”這一結(jié)果幫助天文學家了解宇宙中的“恒溫器”的運作,控制超大質(zhì)量黑洞的射電噴流。
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