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天文学家发现黑洞“喷泉”

发布日期:2020-09-15 20:42   来源:未知   阅读:

  • 大多数星系位于星系团中,包含从少数到数千个其他星系。例如,我们的银河系属于约50个星系群,它们的另一个大成员仙女座星系距离我们大约230万光年远。

    上图是在X射线(蓝色),氢线发射(红色)和光学(黄色)中的明亮星系团星系Abell 2597的图像。天文学家利用从毫米到X射线的多波长观测,得出了与预测一致的结论,即这个星系既从其周围吸收气体,又从其超质量黑洞中排出物质,因此就像一个宇宙喷泉。

    星系团是宇宙中质量最庞大、受引力约束的物体(根据目前的想法),以“自下而上”的方式形成,较小的结构首先发展起来,暗物质起着重要的作用。然而,它们是如何生长和进化的,这取决于几个相互竞争的物理过程,包括热的光内气体的行为。

    Abell 2597星系位于大约10亿光年外的一个星系团的中心附近,它位于一个炽热的星云(数千万度)中。天文学家早就推测,像Abell 2597周围的等离子体这样的星系间物质可以落在星系上,冷却下来,并为星系的恒星形成提供新鲜的物质。

    然而,他们也发现了相反的活动:星系的中心超大质量黑洞正在将物质喷射回热的光介质中。天文学家使用了包括新的和存档在内的广泛数据。

    这些敏感和广泛的数据集使科学家能够探索热气、银河系中形成恒星的冷尘云的热力学特征和运动,以及所有这些成分的相对空间排列。他们发现了对这些模型的详细支持,包括热物质进入星系和随后转化为新恒星,以及由中央超大质量喷流驱动的气体流出。他们表明,在这个星系中发现了温暖和寒冷的物质(尽管它们的密度不同),其中冷气云很可能会为黑洞提供能量,并明显地耦合到从原子核喷出的强大喷流中。

    结果是,位于Abell 2597中心的分子星云和电离星云是他们所称的星系尺度的“喷泉”:冷气排入了由中心黑洞的存在所产生的储气罐中,而这又推动了喷出的喷流,这些喷流随后又冷却并下沉。因为流出的物质移动得不够快,无法逃脱银河系的引力,他们得出结论认为,这个引人注目的星系喷泉似乎寿命很长。这也可能是这些巨大星系团中常见的现象,却有助于解释星系的演化。