活躍黑洞影響范圍比宿主星系大100倍 可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)億年

一個(gè)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(dòng)對(duì)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(gè)星系組成)。這個(gè)系統(tǒng)的中央星系有一個(gè)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(chǎng)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(cè)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(dòng)。

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(huì)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(shí)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(gè)星系的核心都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。其活動(dòng)對(duì)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(shí)，它會(huì)消耗周圍的一切，并在此過程中釋放出巨大的能量。有時(shí)這種能量以粒子流的形式，以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生無線電波。反過來，這些流會(huì)產(chǎn)生粒子氣泡和磁場(chǎng)，在膨脹的過程中，它們可以加熱和移動(dòng)周圍的星系際介質(zhì)。這對(duì)星系際介質(zhì)本身的演化產(chǎn)生巨大影響，因此也對(duì)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(zhǎng)達(dá)數(shù)億年。

研究人員表示，對(duì)Nest200047的觀察展示了磁場(chǎng)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(cè)還發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)100萬光年的稀薄氣體絲，由以近似光速和磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)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(huì)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)。(實(shí)習(xí)記者張佳欣)

關(guān)鍵詞： 研究表明 活躍黑洞 影響范圍 宿主星系