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美國國家航空航天局利用傳統數據和新技術發現“側面”黑洞

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美國國家航空航天局利用傳統數據和新技術發現“側面”黑洞

美國國家航空航天局利用傳統數據和新技術發現“側面”黑洞


顯示星系NGC 5084結構的圖像，錢德拉X射線天文臺的數據疊加在星系的可見光圖像上 。錢德拉的數據以紫色顯示，顯示了四股熱氣流，這些熱氣流來自一個在星系核心旋轉的超大質量黑洞 。來源：X射線：NASA/CXC ， A.S.Borlaff，P.Marcum等人 。；光學全圖：M.Pugh，B.Diaz；圖像處理：NASA/USRA/L.Prodfit
據美國國家航空航天局（艾比·塔伯 ， 弗蘭克·塔瓦雷斯，亞倫·麥金農）：美國國家航空航天局的研究人員發現了一個令人困惑的黑洞案例，該黑洞似乎“翻倒”了 ， 相對于其周圍的星系以意想不到的方向旋轉 。這個星系名為NGC 5084，多年來一直為人所知，但其中心黑洞的側面秘密隱藏在舊的數據檔案中 。這一發現是由美國國家航空航天局位于加利福尼亞州硅谷的艾姆斯研究中心開發的新圖像分析技術實現的，該技術可以重新審視該機構錢德拉X射線天文臺的檔案數據 。
使用新方法，艾姆斯的天文學家意外地發現了四股長的等離子體羽流——高溫帶電氣體——從NGC 5084發出 。一對羽狀物在星系平面的上方和下方延伸 。令人驚訝的第二對 ， 與第一對形成“X”形，位于星系平面本身 。星系中不常發現熱氣體羽流，通常只存在一兩個 。
艾姆斯研究科學家Alejandro Serrano Borlaff及其同事開發了揭示星系NGC 5084這種意想不到的特征的方法，以檢測世界上最強大的X射線望遠鏡數據中的低亮度X射線發射 。他們在錢德拉望遠鏡的數據中看到的東西似乎很奇怪，以至于他們立即尋求證實，挖掘了其他望遠鏡的數據檔案，并要求兩個強大的地面天文臺進行新的觀測 。

美國國家航空航天局利用傳統數據和新技術發現“側面”黑洞


哈勃太空望遠鏡拍攝的星系NGC 5084核心的圖像 。靠近中心的一條黑暗的垂直線顯示了圍繞核心運行的塵埃盤的曲線，其存在表明內部有一個超大質量黑洞 。圓盤和黑洞的方向相同，完全偏離了星系的水平方向 。圖像：美國國家航空航天局/STScI ， M.A.Malkan，B.Boizelle ， A.S.Borlaff 。HST WFPC2、WFC3/IR/UVIS 。
令人驚訝的第二組羽流是這個星系存在超大質量黑洞的有力線索，但可能還有其他解釋 。美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡和智利阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）的存檔數據揭示了NGC 5084的另一個怪癖：一個小的、多塵的、圍繞銀河系中心旋轉的內盤 。這也表明那里存在一個黑洞，令人驚訝的是，它與整個星系的旋轉成90度角；從某種意義上說，圓盤和黑洞是側躺的 。
對NGC 5084的后續分析使研究人員能夠使用廣泛的電磁波譜來檢查同一星系，從哈勃望遠鏡看到的可見光到ALMA和新墨西哥州索科羅附近的國家射電天文臺擴展甚大陣列觀測到的較長波長 。
“這就像看到一個有多種光線的犯罪現場，”Borlaff說，他也是報告這一發現的論文的第一作者 ?！鞍阉械恼掌旁谝黄痫@示，NGC 5084在最近的過去發生了很大的變化 ?！?br>美國國家航空航天局研究科學家亞歷杭德羅·塞拉諾-博拉夫：這就像看到一個有多種光線的犯罪現場 。
艾姆斯大學的天體物理學家、該發現的合著者帕梅拉·馬庫姆補充道：“在一個星系中檢測到兩對X射線羽流是非同尋常的 。” 。“它們不同尋常的十字形結構和‘翻轉’的塵埃盤的結合 ， 讓我們對這個星系的歷史有了獨特的見解 ?！?br>通常，天文學家期望從大星系發射的X射線能量以大致球形的形狀均勻分布 。當它不是時，比如當它集中在一組X射線羽流中時，他們知道在某個時候，一個重大事件擾亂了銀河系 。
它歷史上可能發生的戲劇性時刻可以解釋NGC 5084的黑洞和雙羽流，包括與另一個星系的碰撞，以及從銀河系平面的頂部和底部噴出的過熱氣體煙囪的形成 。
需要更多的研究來確定是什么事件導致了這個星系目前的奇怪結構 。但很明顯，NGC 5084前所未有的結構是由于檔案數據（其中一些已有近三十年的歷史）與新穎的分析技術相結合而發現的 。
介紹這項研究的論文發表在12月18日的《天體物理學雜志》上 。該團隊開發的圖像分析方法——稱為超噪聲天文信號的選擇性放大，或SAUNAS——于2024年5月在《天體物理學雜志》上進行了描述 。