銀河系的黑洞

黑洞的飢餓被認為吞噬了這麼多周圍的物質，它們結束了它們宿主星系的生命。這種盛宴過程是如此激烈，它創造了一個高能量的物體，稱為類星體——宇宙中最亮的物體之一——因為旋轉物質被吸進黑洞的腹部。現在，研究人員發現了一個星系，通過繼續誕生新恆星來生存黑洞的貪婪力量——每年大約100顆太陽大小的恆星。

美國宇航局的望遠鏡——平流層紅外天文學觀測臺——的發現，有助於解釋巨大的星系是如何形成的，儘管今天的宇宙被不再形成恆星的星系所主宰。研究結果發表在《天體物理學雜誌》上。

堪薩斯堪薩斯堪薩斯堪薩斯堪薩斯大學助理教授、這項研究的合著者艾莉森·柯克派屈克說："這告訴我們，活動黑洞的生長不會瞬間阻止恆星的誕生，這與目前所有的科學預測都相反。"這讓我們重新思考我們關於星系如何進化的理論。

SOFIA是美國宇航局和德國航空航天中心聯合的一個項目，它研究了一個極其遙遠的星系，距離CQ4479超過52.5億光年。其核心是柯克派屈克最近發現的一種特殊類型的類星體，稱為"冷類星體"。在這類類星體中，活躍的黑洞仍在消耗來自其宿主星系的物質，但類星體的強能並沒有破壞所有的冷氣，因此恆星可以不斷形成，星系可以繼續生活。這是研究人員首次對冷類星體進行詳細觀察，直接測量黑洞的生長、恆星出生率以及為銀河系提供多少冷氣。

堪薩斯州勞倫斯堪薩斯大學博士後研究員凱文·庫克（Kevin Cooke）說："我們驚訝地看到另一個與當前理論不和格不列克的怪星系。"如果這種串聯生長繼續黑洞及其周圍的恆星在銀河繫到達生命終點之前質量將增加三倍。

作為宇宙中最明亮和最遙遠的天體之一，類星體，或"準恆星無線電源"，是出了名的難以觀測，因為它們經常勝過周圍的一切。當一個特別活躍的黑洞消耗來自其周圍星系的大量物質時，它們就形成，從而產生強大的引力。隨著越來越多的材料向黑洞中心旋轉，材料會升溫並發光。類星體產生的能量如此之多，常常勝過它周圍的一切，令人眼花繚希望地試圖觀察它的宿主星系。目前的理論預測，這種能量會加熱或排出產生恆星所需的冷氣，阻止恆星的誕生，並給星系的生長造成致命的打擊。但S SOFIA透露，在黑洞的盛宴繼續為類星體的強大力量提供動力時，銀河系的恆星誕生可以持續的時間相對較短。

SOFIA沒有直接觀測新生的恆星，而是使用9英尺長的望遠鏡來探測從恆星形成過程中加熱的塵埃中輻射出的紅外光。利用S SOFIA高解析度機載寬帶相機加（HAWC）儀器收集的數據，科學家能夠估計過去1億年來恆星的形成量。

"SOFIA讓我們看到這一短暫的時間窗口，這兩個進程可以共存，"庫克說。"這是唯一能夠研究這個星系恆星誕生的望遠鏡，而不會被強烈的發光類星體淹沒。

聯合黑洞和恆星生長的短窗代表了星系死亡的早期階段，銀河系尚未屈服於類星體的毀滅性影響。需要繼續與S SOFIA合作，以了解許多其他星系在最終到達生命終點之前，是否經歷了一個類似的星系與黑洞和恆星的生長。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將於2021年發射，未來觀測結果可以揭示類星體如何影響宿主星系的整體形狀。

SOFIA是美國宇航局和德國航空航天中心的一個聯合項目。美國宇航局位於加利福尼亞州矽谷的阿姆斯研究中心與總部設在馬裡蘭州哥倫比亞的大學空間研究協會和斯圖加特大學的德國S SOFIA研究所合作，管理S1SA1項目、科學和任務運營。該飛機由美國宇航局位於加利福尼亞州帕爾姆代爾的阿姆斯特朗飛行研究中心703大樓維護和操作。HAWC 儀器由美國宇航局噴氣推進實驗室 （JPL） 領導的多機構團隊開發並交付給 NASA。