智利望远镜观测到物质云被抛出黑洞

文章作者:lili | 2016-09-19
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和太阳系不同,其他星系往往规模会大很多,而且星系中央通常是黑洞。而且由于黑洞几乎是只进不出,周围又有很多物质环绕包裹。所以我们常常观测不到黑洞的具体情况。最近智利的观测矩阵望远镜观测到了离我们非常遥远的棒旋星系,该星系远到4700万光年。而观测到该星系并非本文重点,重点是星系中心黑洞不断的抛出物质云。

智利望远镜观测到物质云被抛出黑洞

黑洞在吞噬物质的同时还会拥有一个吸积盘,其基本特征就是围绕着黑洞视界的一个炽热而扁平的环状结构

据国外媒体报道,星系中央一般都有大型黑洞存在,其中有很多黑洞都拥有被一圈厚厚的物质环绕,称为“环面”。环面的存在让整个黑洞看起来就像一个超大号的面包圈(因为黑洞本身不可见,所以能观测到的只有环面)。长久以来,天文学家都认为,环面是由星系核心区域被搅匀的物质落入黑洞的引力阱形成的。位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA)是当今最强大的射电天文学观测设备之一。根据它最新的观测结果,针对黑洞环面的传统的模型明显太过简单了。

NGC 1068是一个离我们4700万光年远的棒旋星系。研究人员在观测它的中心黑洞附近区域时,利用ALMA追踪到了物质云被不断抛出黑洞。是这些被抛出的物质而非被吸入的物质在黑洞附近形成了环面。巴克内尔大学的天文学家Jack Gallimore说,如果把黑洞比作一个发动机的话,那么从扁平的尘埃盘中掉落到黑洞表面的物质就是燃料。那么和其它的发动机一样,黑洞也会向外排放“尾气”。

黑洞在吞噬物质的同时还会拥有一个吸积盘,其基本特征就是围绕着黑洞视界的一个炽热而扁平的环状结构。吸积盘的最内部分会由于高温向外释放X射线以及紫外辐射。但是吸积盘的外圈则相对较冷,只能释放红外乃至毫米波段辐射。ALMA对后者非常敏感,使得我们能对NGC 1068的吸积盘的最外圈做跟踪观测。在跟踪吸积盘的较冷区域内的冷一氧化碳分子云的过程中,Gallimore的团队发现这些分子云会从吸积盘中逃逸出来。

由于分子云被加速盘中极热的物质离子化,整个分子云会与黑洞的强磁场相互作用。最后分子云从吸积盘中被高速甩出,其速度甚至超过了吸积盘自身的旋转速度。Gallimore表示,这些分子云的速度是如此之快,以至于达到了“逃逸速度”。最后这些分子云会以圆锥状从吸积盘两侧喷出。利用ALMA,我们得以第一次看见,这些气体是从那些看不见的黑洞中喷出来,而不是被吸进去。

绝大多数的已知星系内部都有巨大黑洞,他们彼此间存在共生关系。我们现在已经知道黑洞活动对整个星系有着巨大的影响力,甚至能影响恒星的生成速率。如今,有了诸如ALMA的观测设备,我们得以看见星系同黑洞间错综复杂的关系,以及黑洞对于星系中心区域的影响。

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