新研究觀測到活躍黑洞的熱氣體演化細節

科技日報北京10月18日電 （實習記者張佳欣）一個國際研究小組觀察到來自活躍黑洞的熱氣體的演化細節。這些結構讓人強烈地聯想到火山噴發產生的煙霧流。此類黑洞的活動對星系演化和黑洞所在的星系際環境有着至關重要的影響。相關結論發表在18日的《自然·天文學》雜誌上。

研究人員重點研究了Nest200047系統（約2億光年以外，由大約20個星系組成）。這個系統的中央星系有一個活躍的黑洞，研究人員在黑洞周圍觀察到了許多年齡不同的氣泡、磁場周圍絲狀結構和一些粒子。

世界上最大的低頻陣列射電望遠鏡LOFAR可以攔截目前所能探測到的最古老電子產生的輻射，使研究人員能夠“回到”1億多年前，追溯Nest200047中心黑洞的活動。

這項研究的第一作者、意大利博洛尼亞大學物理和天文學系研究員、國際天文學聯合會成員瑪麗莎·布里恩扎説：“我們的研究表明這些被黑洞加速的氣泡是如何隨着時間的推移而膨脹和變形的。事實上，它們創造了壯觀的蘑菇狀、環狀和細絲狀結構，類似於地球上一次強大的火山噴發所產生的結構。”

每個星系的核心都有一個超大質量黑洞。其活動對銀河系的演化和承載它的星系際環境產生了至關重要的影響。多年來，研究人員一直試圖弄清楚這些黑洞的作用是如何以及以何種速率產生這些影響的。

當黑洞活躍時，它會消耗周圍的一切，並在此過程中釋放出巨大的能量。有時這種能量以粒子流的形式，以接近光速的速度運動併產生無線電波。反過來，這些流會產生粒子氣泡和磁場，在膨脹的過程中，它們可以加熱和移動周圍的星系際介質。這對星系際介質本身的演化產生巨大影響，因此也對恆星形成速率產生了影響。

這項研究表明，活躍的黑洞影響範圍比宿主星系大100倍，而且這種影響可持續長達數億年。

研究人員表示，對Nest200047的觀察展示了磁場和由黑洞加速的粒子如何在將能量轉移到星系羣的外部區域方面發揮着核心作用。

此次觀測還發現了長達100萬光年的稀薄氣體絲，由以近似光速和磁場運動的粒子組成。研究人員稱，這些細絲是數億年前Nest200047黑洞產生的氣泡的殘餘物，現在正在破碎並與星系際介質混合。他們認為研究這些結構會帶來關於星系際物質的物理特徵，以及調節氣泡與外部環境之間能量傳遞的物理機制的新發現。