科学家捕获隐藏在宇宙“光环”中的超大质量黑洞 距离地球4700万光年

时间:2022-02-18 16:25:08 来源: cnBeta


据CNET报道,在周三发表在《自然》杂志上的一篇论文中,研究人员宣布,他们已发现一个质量约为太阳1500万倍、距离地球4700万光年的超大质量黑洞,其隐藏在宇宙“光环”中。这个黑洞就在Messier 77星系的中心,这个内向的深渊被厚厚的宇宙尘埃光环所遮挡,成为一种巨大的“遮光幕布”。这个“光环”隐藏了这个危险的空洞,同时它也做着危险空洞所做的事情:吞噬附的粒子,然后以乎光速的形式将它们吐出,形成闪闪发光的喷流。

这种“隐藏”本身就是一个奇观,但最重要的是,它可能有助于解决天文学中一个长期存在的难题。

多年来,天文学家们推测,像Messier 77这样的星系中心的高能黑洞(又称活跃星系核或AGNs)具有相同的一般结构。这些星系的控制中心被认为是被吸积盘所包围,或者说是由粒子组成的“甜甜圈”缓慢地落入虚空,并发出标志的喷流。在所谓的统一AGN模型中,该结构还包括一个围绕着整个AGN的巨大尘埃环,就像隐藏在Messier 77的巨大深渊中的那个。

但是退一步说,科学家们认为,如果所有AGNs上都有这样的喷流,那么每个AGN都应该用难以置信的发光来淹没天空。然而,专家们发现,有些AGNs并不是这样发亮。一些AGN出人意料地更加暗淡,就像Messier 77的AGN,尽管它们有巨大的、快速的洪流,但发出的光却比较暗淡。事实上,这种差异是如此明显,以至于强大的星系中心根据不同的亮度被划分为不同的类型。

这就是AGN尘埃环的作用。科学家们相信,当我们从地球上观看时,宇宙云会影响到这些现象在我们地球上的发光程度。基本上,根据望远镜的视线角度,AGN的外壳可以阻挡部分基于喷射的光线。

尽管如此,统一模型还没有被完全证明,而且一个令人震惊的问题仍然存在。这样一个环的密度是否足以完全遮蔽黑洞喷流,为超大质量的空洞提供完全的孤独感?新研究背后的团队说,是的。他们在Messier 77中观察到的AGN甚至有一个厚厚的尘埃“幕”,它掩盖了该星系的整个巨大的空洞,使其发光变暗,这为统一模型提供了具体证据。

荷兰莱顿大学的天文学家、该研究的主要作者Violeta Gámez Rosas在一份声明中说:“尘埃云的真实质以及它们在‘喂养’黑洞和决定从地球上看它的样子方面的作用,是过去三十年来AGN研究的核心问题。虽然没有一个结果会解决我们所有的问题,但我们在理解AGNs如何工作方面迈出了重要的一步。”

为了观察潜伏在Messier 77中的黑洞,Gámez Rosas和团队利用了欧洲南方天文台的Multi AperTure中红外光谱实验等高科技设备,这是一个安装在该组织的甚大望远镜干涉仪上的设备。

“MATISSE可以看到广泛的红外波长,这让我们可以看透尘埃,准确地测量温度,”共同作者、莱顿大学教授 Walter Jaffe,在一份声明中说,“因为VLTI实际上是一个非常大的干涉仪,我们有足够的分辨率,甚至可以看到像Messier 77那样远的星系中发生的事情。”

在将温度数据与Messier 77中心黑洞周围的尘埃的光吸收图结合起来之后,研究人员描绘出了一幅非常详细的遮蔽虚空的光晕图。

Gámez Rosas补充说:“我们的结果应该能让我们更好地理解AGNs的内部运作。它们还可以帮助我们更好地了解银河系的历史,因为银河系的中心有一个超大质量的黑洞,在过去可能是活跃的。 ”


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