在59億光年外,鳳凰星系團的中心:發現氣體冷卻和黑洞噴流共存!

2020-12-23 騰訊網

天文學家探測到位於鳳凰星系團中心的星系中有一個黑洞噴出熱氣射流,該星系團位於59億光年外的鳳凰座,這對於理解星系團中的星系、氣體和黑洞的共同演化是一個重要的發現。星系在空間中並不是隨機分布的,通過相互引力,星系聚集在一起形成被稱為星系團的集合,星系之間的空間並不完全是空的。整個星系團都有非常稀薄的氣體,可以通過X射線觀測探測到。

如果星系團內的氣體冷卻,它會在自身引力的作用下凝聚,在星系團的中心形成恆星。然而,冷卻的氣體和恆星通常不會在附近星系團的中心觀察到,這表明一定有某種機制加熱了星系團內的氣體,阻止了恆星的形成。熱源的一個潛在候選者是中央(中心)星系中一個超大質量黑洞加速的高速氣體射流。鳳凰星系團的不同尋常之處在於,它確實顯示出中央星系周圍有緻密的冷卻氣體和大質量恆星形成的跡象。

這就提出了一個問題:中央星系也有黑洞噴流嗎?日本國家天文臺赤倉隆也領導的一個團隊,利用澳大利亞望遠鏡型陣列(ATCA)搜索鳳凰星系團中迄今解析度最高的黑洞噴流。探測到相匹配的結構從中央星系兩邊延伸出來。與錢德拉X射線天文臺對該區域的觀測相比,ATCA探測到的結構對應於密度較低的氣體空腔,表明它們是由星系中一個黑洞發射的一對雙極噴流。因此,這是發現了第一個例子:在遙遠的宇宙中,星系團內氣體冷卻和黑洞噴流共存

星系和噴流的進一步細節,可以通過使用下一代觀測設施進行更高解析度的觀測來闡明,例如計劃在本世紀20年代末開始觀測的平方公裡陣列。關於澳大利亞望遠鏡陣列(ATCA)對鳳凰星系團的15 mm觀測結果,該星系團在星團中心擁有一個極端恆星爆發最亮的星系團(BCG)。研究在空間上解析了星系團周圍的射電輻射,發現了從星系團活動星系核(AGN)延伸出來的瀰漫的雙極和條形結構。

它們很可能是射電噴流/波瓣,其大小為 10-20 kpc,位置與X射線腔對齊。如果假設射電噴流/波瓣隨聲速膨脹,它們的年齡估計為 10 myr,研究還在中心附近發現了緻密的射電輻射,並表明它們在年齡上是更年輕的雙極噴噴流 1 myr。此外在活動星系核周圍發現了擴展的射電輻射,並通過分子團團部分吸收的同步輻射、熱電離氣體的自由輻射以及塵埃環星系介質的旋轉塵埃發射,是冷卻流產物的可能性。

博科園|研究/來自:日本國家天文臺

參考期刊《日本天文學會刊》

博科園|科學、科技、科研、科普

相關焦點

  • 發現宇宙中最長的大橋,長達300萬光年,距離我們才12億光年!
    天文學家發現幾億年前,兩個星系團相撞,然後相互穿透,這一強大的碰撞事件,從每個星系團釋放出大量的熱氣,在兩個天體之間形成了一座不同尋常的橋梁,這座橋現在正受到超大質量黑洞粒子的撞擊。星系團是宇宙中最大的物體,靠重力聚集在一起,星系團通常包含成百上千個星系,在X射線中發光的數百萬度超高溫巨大氣體,以及巨大看不見的暗物質儲藏庫。
  • 速覽15項天文新發現|天文學|天文學家|星系|恆星|黑洞|銀河系
    在這篇文章中,我們挑選了其中15個:星系和它們的黑洞1流浪黑洞○圖片來源:Sophia Dagnello/NRAO/AUI/NSF過去,天文學家認為在幾乎所有大型星系的中心都包含著一個超大質量黑洞。但在VLA陣列最新觀測的13個矮星系中,有6個大質量黑洞明顯不在星系中心。這些黑洞之所以會偏離中心,是因為星系正在合併或正在發生相互作用。2黑洞周圍的物質○合併中的星系NGC 6240的藝術效果圖。| 圖片來源:NRAO/AUI/NSF/S.
  • 5500萬光年外,這個超級黑洞爆發的噴流太驚人
    去年四月份,事件視界望遠鏡項目向全世界公布了人類史上首張黑洞照,將橢圓星系M87中心的超大質量黑洞呈現在世人面前。這個黑洞隨後被天文學家命名為M87*,而且最近還喜提一個洋氣名字——波維(Powehi)。
  • 神奇的「X形狀」星系之謎,現在終於被揭開,距離我們才8億光年!
    許多比銀河系活躍得多的星系,都有巨大的雙射電波噴流延伸到星際空間。正常情況下,這些來自星系中心的大質量黑洞方向相反。然而,有幾個更複雜,在宇宙中似乎有四個射電波噴流形成了一個「X」,而這個星系被稱為「X星系」看上去非常神奇!為了理解這一現象,天文學家提出了幾種可能的解釋:這包括數百萬年來星系中心黑洞和相關噴流旋轉方向的變化。
  • 人類認識黑洞的小小一步
    黑洞周圍的吸積盤和噴流,藝術想像圖丨來源:JPL美國亞利桑亞大學的天體物理學家Dimitrios Psaltis說,「我們通常測量恆星和氣體運動的軌道,這些恆星和氣體似乎圍繞著天空中非常暗的一『點』旋轉,然後我們測量那個暗點的質量。
  • 宇宙到底有多大(五)離我們最近的十萬個星系與本超星系團
    室女座超星系團是由較小的星系群和較大的星系團聚集形成的一個體型龐大的集合體。它的中心位於室女座星系團,其範圍從中心一直延伸到5千萬光年之外。其中一個星系的氣體被吹跑,最終形成了這個氣體環。 最大的,也是最糟糕的 室女星系團是本超星系團中最大的星系聚集體,其中心距離我們約有5500萬光年遠。如其名所示,你可以在室女座的方向看到它。我們之前提到的那些星系群和星系團只有區區幾十個成員,而室女星系團卻擁有1300個甚至可能2000個成員。
  • 2020年天文學發現大事回顧——宇宙最神秘天體之黑洞篇
    跟去年一樣,在2020年4月10日前的幾天,我們就收到了消息,將要公布視界面望遠鏡拍攝的第二張黑洞照片,當所有人都在期待銀河系中心黑洞的實拍照片時,公布的卻是這張意外拍到的3C 279類星體及其噴流……這是一個距離地球50億光年,約10億倍太陽質量的星系中心黑洞,由於在一個恆星範圍內發出星系級的電磁輻射,因此這類天體被稱為類星體。
  • 2020科維理天體物理學獎:星系中央的黑洞限制了星系的規模
    #科學了不起#黑洞是宇宙中最神秘的天體之一,它強大的引力可以完全扭曲周圍的時空。任何東西(包括光)一旦落入黑洞的事件視界,都無法逃脫。我們所處的銀河系是一個美麗的圓盤,直徑約16萬光年。宇宙中有很多像銀河系這樣的星系,它們的中心通常都藏匿著一個超大質量黑洞。
  • 星系中心的大黑洞和星系哪個先形成的?
    我們都知道在大型星系的中心,都有一個超大質量黑洞,那麼問題是,在宇宙物質結構形成的時候,是黑洞先出現,然後將大量物質吸引過來形成星系?還是星系首先形成,然後演化出來的超大質量黑洞呢?換句話說就是黑洞和星系哪個先形成?關於黑洞我們最近說了三個問題:盤點了宇宙中的最大和最小黑洞,以及星系中心的超大質量黑洞是咋來的?今天我們在說一下宇宙中不同結構形成的順序。
  • 美國宇航局發現遙遠星系當中的超大質量黑洞失蹤了
    美國航天局已經用阿貝爾2261星系團對錢德拉X射線天文臺和哈勃空間望遠鏡進行了訓練。該星系團距離地球約27億光年。 天文學家認為,阿貝爾2261和宇宙中大多數大星系一樣,其中心應該有一個巨大的黑洞。預計黑洞的質量是太陽質量的30億到1000億倍之間,但現在已經無法找到這個黑洞。
  • 人類能不能利用黑洞達到光速?
    如果我們把這個問題改為,人類能否利用黑洞達到接近光速的速度?那麼答案是:能。  首先,如果一艘飛船一頭扎向黑洞,那麼當飛船接近黑洞表面(視界)的時候,它的重力勢能就完全轉換為動能了,此時它的速度就接近光速了。但我想這不是我們希望看到的,因為即使飛船和太空人沒有被黑洞的潮汐力撕碎,飛船進入黑洞之後也會一頭扎向黑洞中心的奇點,非常悲壯地結束整個故事。
  • 最巨大的5個超大質量黑洞!你知道嗎?
    M87距離地球約有五千萬光年遠,這個距離真是超乎人的想像。這個黑洞的事件視界內部可以輕易裝進太陽系所有恆星的軌道,不過最令人驚訝的還是它的質量。M87的質量是太陽質量的六十五億倍以上,M87黑洞的性情激烈,他能吸引物質並將其加熱產生強烈的輻射,當部分物質被噴射到太空時,就會變成長度為五千光年美麗的等離子輻射。
  • 室女座超星系團,直徑高達1.1億光年
    銀河系的直徑約10萬光年,太陽位於銀河系的一個旋臂—獵戶臂中,距銀河系中心約2.6萬光年。銀河系外還有許多類似的天體系統,稱為河外星系,常簡稱星系。現已觀測到大約有10億個,星系也聚集成大大小小的集團,叫星系團。
  • 人類是怎樣「看見」黑洞的
    今年的諾貝爾物理學獎再次花落天體物理學,一半授予羅傑·彭羅斯,其獲獎原因是「發現黑洞形成是廣義相對論的有力預測」;另一半授予根澤爾和蓋茲,表彰他們「發現銀河系中心有一個超大質量緻密天體」。3位獲獎者的工作均與黑洞有關。那麼,科學家是怎樣給黑洞拍照的呢?請聽中科院上海天文臺團委書記左文文在 「造就Talk」上的演講。「看見」黑洞,一直是人類的夢想。
  • 探秘12個著名宇宙黑洞:天鵝座X-1雙星系統(圖)
    天鵝座X-1中的黑洞發出的強大噴流已經在這些氣體雲中吹出了一個「氣泡」,向黑洞的北側和西側(右側)膨脹。  3.最強大黑洞噴流最強大黑洞噴流  藉助歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡以及美國宇航局錢德拉X射線空間望遠鏡的數據,天文學家們發現了一個迄今已知最強大的黑洞噴流。
  • Nature:「沙漠區」內比太陽重170億倍的黑洞
    馬中珮教授的官網中的照片(原文無,譯文添加)據估計,2011年在后髮星系團的NGC 4889星系中發現的黑洞的質量上限為210億個太陽質量,它可能的質量範圍很大: 在30億到210億個太陽質量之間休眠的類星體發現這個位于波江座方向、距離地球約2億光年遠的黑洞的論文發表於《自然》雜誌。當物質緻密到連光都無法逃脫其引力束縛時,黑洞就形成了。在早期宇宙,氣體豐富,許多黑洞吞噬這些氣體,成長為極端大質量的黑洞,發射出極大量的能量。
  • 科學家在銀河系中心黑洞發現了神秘物體!
    我們知道,與銀河系中心相比,地球其實處於銀河系的外圍區,銀河系中心大約有26,000光年遠。我們星系中心的恆星密度比我們所在星系的密度高10億倍。地心引力要大得多。磁場更加極端。銀河系的中心是極端天體物理學發生的地方。
  • 10億光年的雙魚-鯨魚座超星系團複合體
    雙魚-鯨魚座超星系團複合體是一個容納本超星系團的超星系團或大尺度纖維狀結構。1987年,夏威夷大學天文學學院的天文學家布倫特·塔利確認了這個複合體。估計雙魚-鯨魚座超星系團複合體的尺度大約是10億光年長,1億5千萬光年寬。它是已知在宇宙中發現的最大結構,但不及史隆長城(13億7千萬光年)、克勞斯-坎普薩諾超大類星體群(20億光年)、U1.11LQG (25億光年)、Huge-LQG(40億光年)和武仙-北冕座長城(100億光年)長。
  • 一個星系「懷抱」兩個大黑洞 是種怎樣的體驗
    原標題:一個星系「懷抱」兩個大黑洞 是種怎樣的體驗   絕大部分星系中心都盤踞著一個龐然大物——超大質量黑洞,其質量大約是數百萬倍甚至數十億倍太陽質量不等。   目前觀測數據顯示,每個星系中心都有一個超大質量黑洞,幾乎沒有例外。它們有著不同的狀態——有的正在吞噬物質、活躍異常;有的停止「進食」、安靜沉睡。
  • 兩個奇怪的X射線能量團正從星系中心旋轉出來
    數百萬年前,一次強大的爆炸震動了銀河系的中心,形成了兩個強大的衝擊波。它們波及到了周圍的星系,加熱了路徑上的所有氣體和塵埃,並留下兩個發光的高能量伽馬射線團。現在這些能量團被稱為費米泡泡,它的寬度只有銀河系的一半。