“UFO”如何限制黑洞生长

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


一些不寻常的东西被发现潜伏在几个星系中心的黑洞周围。天文学家认为这可能限制了黑洞的生长,以及星系中其他地方的恒星的生长。

研究附近星系的天文学家发现了一种新型外流,称为超快外流,或 UFO。一个由Francesco Tombesi领导的国际天文学家团队,他来自马里兰大学和美国马里兰州的NASA戈达德太空飞行中心,进行了这项研究。他们昨天在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society上发表了他们的发现

天文学家多年来都知道,位于星系中心的黑洞质量越大,在该星系的“核球”中——一个充满恒星的大致球形区域——他们可以期望找到的恒星就越多。


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但他们认为这两者之间存在联系有点奇怪。黑洞——虽然经常被描绘成一个吞噬一切的宇宙真空吸尘器——实际上只影响其附近的太空,并且总体上对其所在的星系影响很小。

黑洞周围环绕着一个数百万度、发射X射线的气体盘。这种气体被吸入黑洞并为其提供能量。然而,一些盘状物质会逸出并以高能粒子喷流的形式向外重定向。

然而,这些喷流并不能解释黑洞和核球之间的联系。因此,天文学家开始寻找一种新型的黑洞外流,这种外流介于以光速一半速度传播的粒子喷流和已知速度慢得多的外流之间。

现在,Francesco Tombesi 和他的同事们发现了这种新型外流。它被称为“超快”,因为它比已知的其他外流更快,但比喷流慢。UFO 可以解释黑洞和核球大小之间的联系。它们包含更多的质量,并且比喷流具有更宽的张角,因此应该更多地与星系中恒星之间的物质相互作用。

Tombesi 的团队使用欧空局的XMM-牛顿X射线天文台,对 42 个已知存在黑洞的附近星系进行了调查。

在他们观察的 40% 的星系中,Tombesi 和他的团队看到,地球和黑洞之间必定存在一团物质。这些云正在改变来自黑洞盘的 X 射线的属性。该团队计算出,这些物质云必定距离黑洞 0.001 到 0.1 光年之间。在天文术语中,这非常近。

Tombesi 的团队之前已经发表了两篇论文,表明他们看到的云是一种新型外流。昨天发表的论文有助于深入了解 UFO 的特性。

由于 UFO 靠近黑洞,因此会暴露在大量的辐射下。这意味着构成它们的粒子的电子会从原子中剥离出来,这个过程称为电离,从而使 UFO 由高度电离的等离子体组成。

UFO 每年从黑洞周围吸取大约一个太阳质量的物质,并以高达每秒 100,000 公里的速度喷射出去。这些质量原本可能会落入黑洞,或者用于星系核球中的恒星形成。通过从星系中心移除这些物质,UFO 抑制了黑洞的生长和核球中恒星的生长。

Tombesi 和他的团队还有一篇论文正在撰写中。它将比较 UFO 和一种较慢的外流,称为暖吸收体,他们认为暖吸收体具有不同的起源。在那之后,他们将不得不等到计划于 2014 年发射的Astro-H X 射线望远镜发射,才能更好地了解 UFO 如何影响其黑洞所在的星系。

参考文献

Tombesi, F., Cappi, M., Reeves, J., & Braito, V. (2012). Evidence for ultrafast outflows in radio-quiet AGNs - III. Location and energetics Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters DOI: 10.1111/j.1745-3933.2012.01221.x

Kelly Oakes has a master's degree in science communication and a degree in physics, both from Imperial College London. She started this blog so she could share some amazing stories about space, astrophysics, particle physics and more with other people, and partly so she could explore those stories herself.

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