噴流?吸積盤?究竟誰是肇事者?真相只有一個!

2021-01-15 牧夫天文

在遙遠的星系,星際氣體云為星系中心的超大黑洞噴流所激蕩,這一景象被ALMA望遠鏡以前所未有的高解析度所捕捉到。


研究結果表明,在星系演化初期,黑洞噴流也會對星際氣體雲產生重大影響,星系演化的研究由此向前邁出堅實的一步。


絕大多數的星系中心都存在著超大黑洞。落入黑洞的氣體的一部分會以一束超高速噴流的形式噴發出去。噴流會撞擊周圍的星際氣體雲,從而導致作為恆星原材料的星際氣體雲大量地流出星系。科學家認為,這會抑制星系內恆星的誕生,對星系的演化產生重大影響。不過,肇事者究竟是黑洞噴流,還是黑洞吸積盤所放出的強光,目前還無從得知。為了查明真相,科學家需要觀測更為遙遠的星系,但卻長期為解析度不足而無法進一步推測研究。


日本近畿大學的井上開輝教授率領的研究團隊,將ALMA望遠鏡對準了金牛座的方向,距離地球110億光年的一個尚處於演化初期的星系「MG J0414+0534」。其星系受到引力透鏡的放大效果影響,所以它看上去會比實際大上一點。有了引力透鏡的加持後,ALMA望遠鏡的高解析度更是如虎添翼,兩者的融合向我們展示了星系中心有一個強力電磁波源,並且左右分布著大量氣體的「MG J0414+0534」的身姿。而我們也確定了這些氣體沿著噴流的方向,是以每秒600公裡的速度劇烈運動著。研究團隊認為,這是星際氣體雲因黑洞噴流的撞擊而產生劇烈震蕩的有力證據。這是人類首次在110億光年的遠方,以照片的方式記錄下了黑洞噴流的肇事現場。由於其局限在相當小的範圍之內,研究人員進一步推斷,噴流開始肇事僅僅只有數萬年。


此次的觀測研究成果,或可成為探秘超大黑洞噴流是如何在星系演化初期影響星際氣體雲並導致氣體流失的切入點。


該觀測成果,以K. T. Inoue et al. 「ALMA 50-parsec resolution imaging of jet-ISM interaction in the lensed quasar MGJ0414+0534」為題,刊載在美國天文物理學雜誌《天體物理學雜誌通信(The Astrophysical Journal Letters)》上。

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    這些物質噴流被稱為天體物理噴流,或相對論噴流。它們是由被稱為吸積盤的物質旋轉圓盤釋放的。這些氣盤可以圍繞在脈衝星和中子星周圍,也可以圍繞在黑洞周圍。這個特殊的黑洞被命名為MAXI J1820+070。它是一個恆星質量的黑洞,大約是太陽質量的8倍。它有一個朋友,一個伴星。但是這個伴星不是另一個黑洞,它是一顆恆星。
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    這些物質噴流被稱為天體物理噴流,或相對論噴流。它們是由被稱為吸積盤的物質旋轉圓盤釋放的。它是一個恆星質量的黑洞,大約是太陽質量的8倍。它有一個朋友,一個伴星。但是這個伴星不是另一個黑洞,它是一顆恆星。「伴星」的質量大約是太陽的一半。所以兩者的關係很清楚: 質量更大的黑洞主宰著它的恆星伴星。它將恆星周圍的物質剝離到吸積盤上。
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