科學(xué)家發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量黑洞爆發(fā)產(chǎn)生的宇宙化石

(主圖)插圖顯示了黑洞爆發(fā)時(上插圖)XMM-Newton在X射線中看到的NGC 4945(下插圖)可見光中的同一星系(圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL-加州理工學(xué)院/韋弗等人2024年,歐空局/XMM-Newton)
(神秘的現(xiàn)超地球uux.cn)據(jù)美國太空網(wǎng)(羅伯特·李):美國國家航空航天局科學(xué)家觀察到一塊令人驚嘆的宇宙化石,它是大質(zhì)洞爆珠海同城上門外圍上門外圍女(微信180-4582-8235)提供高端外圍上門真實靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達(dá)500多萬年前一個超大質(zhì)量黑洞爆發(fā)時產(chǎn)生的。
航天局戈達(dá)德太空飛行中心的量黑研究小組在美國國家航空航天局錢德拉X射線天文臺的幫助下,使用X射線多鏡任務(wù)(XMM-Newton)太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了X射線,發(fā)產(chǎn)這些X射線勾勒出了距離半人馬座1300萬光年的宇宙相對較近的螺旋星系NGC 4945中的冷氣體云。
當(dāng)氣體從中心黑洞周圍爆發(fā)時,化石似乎已經(jīng)撕裂了銀河系??茖W(xué)中心黑洞的現(xiàn)超質(zhì)量相當(dāng)于大約160萬個太陽,目前以周圍的大質(zhì)洞爆物質(zhì)為食,為稱為活動星系核(AGN)的量黑珠海同城上門外圍上門外圍女(微信180-4582-8235)提供高端外圍上門真實靠譜快速安排不收定金見人滿意付30分鐘內(nèi)到達(dá)明亮星系引擎提供動力。
這種超大質(zhì)量黑洞形成的發(fā)產(chǎn)氣體是坍縮產(chǎn)生恒星的原材料。因此,宇宙這些發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家更好地理解超大質(zhì)量黑洞是化石如何影響其周圍環(huán)境并引導(dǎo)星系演化的。超大質(zhì)量黑洞的科學(xué)質(zhì)量可以增長到太陽的數(shù)十億倍。
“科學(xué)界正在就星系如何演化進(jìn)行辯論。我們在幾乎所有銀河系大小的星系中心都發(fā)現(xiàn)了超大質(zhì)量黑洞,一個懸而未決的問題是,與恒星形成的影響相比,它們的影響有多大,”戈達(dá)德天體物理學(xué)家兼團(tuán)隊負(fù)責(zé)人金伯利·韋弗在一份聲明中說。研究NGC 4945這樣的鄰近星系有助于我們建立更好的恒星和黑洞如何產(chǎn)生星系變化的模型。我們認(rèn)為NGC 4945正處于過渡期。"
一個活躍的恒星誕生星系
雖然大多數(shù)星系的中心都有一個超大質(zhì)量黑洞,但并非所有這些宇宙巨人都在吸積物質(zhì),它們的引力影響也沒有攪動周圍的物質(zhì),從而產(chǎn)生AGN所需的劇烈條件。
像NGC 4945這樣擁有活動星系核的星系被稱為“活動星系”,活動星系核通常比整個星系中的所有恒星加起來都要亮。但有時這些活躍星系中心呈環(huán)形或“圓環(huán)”狀的厚塵埃密度足夠大,至少遮住了外部觀測者從AGN發(fā)出的部分光線。
然而,光并不是活動星系中心活動星系核的唯一發(fā)射物;沒有被送入黑洞進(jìn)行處理或“吸積”的物質(zhì)可以通過磁場被引導(dǎo)到黑洞的兩極。從這里開始,這些粒子被加速到接近光速的速度,并噴射出可以延伸數(shù)千光年的射流。此外,粒子可以通過強大的氣體和塵埃風(fēng)逃離活動星系中的活動星系核。

歐洲南方天文臺的2.2米望遠(yuǎn)鏡看到的星系NGC 4945,粉紅色的恒星形成區(qū)域清晰可見,其中心AGN被塵埃遮?。▓D片來源:uux.cn/歐洲南方天文臺)
擁有一個超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動的AGN并不是NGC 4945區(qū)別于銀河系等其他更安靜星系的唯一原因。這個附近的螺旋星系也被歸類為“恒星暴增星系”,這表明它正在經(jīng)歷恒星形成的強烈爆發(fā)。
據(jù)估計,NGC 4945正在以每年18顆類太陽恒星的速度形成恒星體,比銀河系的恒星形成速度快3倍。這種恒星誕生主要集中在銀河系的中心,只有當(dāng)恒星誕生的原材料,涼爽而稠密的氣體云耗盡時才會結(jié)束。這一過程預(yù)計需要1000萬至1億年。
在NGC 4945中發(fā)現(xiàn)一塊錯位的宇宙化石
用歐洲航天局(ESA)的XMM-Newton望遠(yuǎn)鏡觀察NGC 4945時,韋弗和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種稱為鐵K-α線的特征,這種特征發(fā)生在中心超大質(zhì)量黑洞周圍物質(zhì)發(fā)出的高能X射線擊中銀河系其他地方的冷氣體時。
鐵線通常出現(xiàn)在有AGN的星系中,但這次觀察讓研究小組大吃一驚,因為它并不像他們預(yù)期的那樣靠近中心黑洞,也不像現(xiàn)有理論認(rèn)為的那樣應(yīng)該靠近。
NGC 4945是從地球的有利位置上從側(cè)面看到的,這意味著美國國家航空航天局的科學(xué)家能夠在銀道面上追蹤這條鐵線32,000光年,在傾斜的銀河系中追蹤16,000年。
“錢德拉繪制了其他星系中的鐵K-α。在這次研究中,它幫助我們研究了云中的單個明亮X射線源,以幫助我們排除黑洞之外的其他潛在來源,”團(tuán)隊成員、戈達(dá)德詹娜·坎恩的博士后研究員說。“但是NGC 4945的譜線離它的中心太遠(yuǎn)了,我們需要XMM-Newton的大視野才能看到它的全部。"

(左)與XMM-Newton一起在NGC 4945中看到的Kα線。(右)其他來源被過濾掉,包括來自AGN的X射線,來自鐵的信號仍然存在,顯示了冷氣體的位置(圖片來源:uux.cn/Weaver等人2024年,歐空局/XMM-Newton)
研究小組推測,造成這一非凡特征的原因是500萬年前NGC 4945超大質(zhì)量黑洞爆發(fā)的粒子射流。他們認(rèn)為這個噴射流可能是定向的,所以它穿過銀河系而不是從銀河平面逃逸。
這次爆發(fā)導(dǎo)致了一場超強的風(fēng),這場風(fēng)仍然在我們今天看到的NGC 4945中吹拂,它也可能引發(fā)了銀河系的強烈恒星爆發(fā)期。
該團(tuán)隊現(xiàn)在將繼續(xù)觀察NGC 4945,并尋找其他顯示中央黑洞如何影響銀河系演化的線索。他們還將調(diào)查來自中心區(qū)域的X射線是否能夠驅(qū)散冷氣體,最終接近密集的恒星形成并熄滅NGC 4945的恒星爆發(fā)階段。
研究小組成員、戈達(dá)德天體物理學(xué)家埃德蒙·霍奇斯-克拉克說:“有大量證據(jù)表明,黑洞在一些星系中扮演著重要角色,決定著它們的恒星形成歷史和命運。”“我們研究了許多星系,比如NGC 4945,因為盡管黑洞之間的物理性質(zhì)幾乎相同,但它們對各自星系的影響卻大不相同?!?br>“XMM-Newton幫助我們發(fā)現(xiàn)了一個我們不知道要尋找的銀河系化石——但這可能只是許多化石中的第一個。”霍奇斯-克盧克繼續(xù)說道。
1月11日星期三,韋弗在路易斯安那州新奧爾良舉行的第243屆美國天文學(xué)會會議上介紹了該團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)。
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