这是 X 射线、分子气体和星系中心附近温暖的电离气体的合成视图。橙色特征是发光的氢气。射流顶端的一个这样的特征(见下面带注释的图像)被解释为被流出的射流击中的氢云。射流从云层中散开,变成向北流动的卷须。在黑洞附近更远的地方是对蓝色过热气体和绿色分子气体的 X 射线观测。这些数据证明黑洞偶尔会吸积恒星或气体云,并沿其自旋轴喷射一些过热物质。
在这张带注释的合成图像中,黄色代表哈勃数据,蓝色是钱德拉数据,绿色是阿尔玛数据,红色是 VLA 数据。添加了一个半透明的垂直白色扇形图形,以显示来自星系中心超大质量黑洞的微型喷流的建议轴。
该示意图基于对来自银河系中心的大质量黑洞的疑似喷流的多波长观测。广阔的视野显示了我们的星系边缘,两个巨大的等离子体气泡在伽马射线和 X 射线中发光。这些是大约 200 万年前黑洞爆炸性爆发的证据。天 学家使用哈勃太空望远镜深入探索星系核心(插图),在黑洞附近捕捉到一团发光的氢云。解释是,这团云正被狭窄的柱状物质射流击中,而这种物质射流仅在 2000 年前就从黑洞中喷出。黑洞仍然活跃,但能量输出规模比之前已知的爆发要小。
我们银河系的中央黑洞有泄漏。这个超大质量黑洞看起来仍然有几千年前喷灯式喷流的痕迹。美国宇航局的 哈勃太空望远镜 还没有拍摄到幻影喷流,但帮助找到了间接证据,表明它仍在微弱地推入巨大的氢云然后飞溅,就像一根软管从瞄准一堆沙子的狭窄水流中喷出。
这进一步证明了这个质量为 410 万个太阳的黑洞并不是一个沉睡的怪物,而是随着恒星和气体云落入其中而周期性地打嗝。黑洞将一些物质吸入一个旋转的、绕轨道运行的吸积盘,在那里一些落入的物质被卷入流出的喷流中,这些喷流被黑洞强大的磁场准直。狭窄的“探照灯光束”伴随着大量致命的电离辐射。
“中央黑洞是动态变化的,目前处于关闭状态,”北卡罗来纳大学教堂山分校的杰拉尔德塞西尔说。塞西尔像拼图一样拼凑了来自各种望远镜的多波长观测结果,表明黑洞每次吞下像气体云这样的重物时都会喷出迷你喷流。他的跨国团队的 研究 刚刚发表在《 天体物理学杂志》上。
2013 年,美国宇航局钱德拉 X 射线天 台探测到的X 射线 和 新墨西哥州索科罗的扬斯基甚大阵列望远镜探测到的无线电波, 证明了黑洞附近有一股粗短的南部喷流 。这股喷流似乎也在向黑洞附近的气体喷射。
塞西尔很好奇北方是否也有反喷气机。他首先查看了来自 智利ALMA 天 台(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)的甲醇和一硫化碳等分子的档案光谱,该 天 台使用毫米波长来观察我们和银河系核心之间的尘埃面纱。ALMA 揭示了分子气体中一个膨胀的、狭窄的线性特征,可以追溯到至少 15 光年到黑洞。
通过连接这些点,塞西尔接下来在哈勃红外波长图像中发现了一个炽热膨胀的热气体气泡,该气泡与距离黑洞至少 35 光年的喷流对齐。他的团队认为,黑洞喷流已经冲入其中,使气泡膨胀。衰落射流的这两种残余效应是它影响分子气体的唯一视觉证据。
当它吹过气体时,射流撞击材料并沿着多股气流弯曲。日本筑波大学的合著者亚历克斯瓦格纳说:“这些流从银河系的密集气体盘中渗出。” “射流从铅笔束发散成卷须,就像章鱼的卷须。” 这种外流产生了一系列膨胀的气泡,气泡延伸到至少 500 光年。这个更大的“肥皂泡”结构已经被其他望远镜以不同的波长绘制出来。
瓦格纳和塞西尔接下来在模拟的银河系圆盘中运行了喷流外流的超级计算机模型,重现了观测结果。“就像在考古学中一样,你不断挖掘以寻找越来越古老的 物,直到你发现一个伟大 明的遗迹,”塞西尔说。瓦格纳的结论是:“在过去的一百万年里,我们中央黑洞的光度显然飙升了至少 100 万倍。这足以让喷气机冲入银河系光环。”
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