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超大質量黑洞看起來像一顆小恒星

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超大質量黑洞看起來像一顆小恒星


藝術家的印象：螺旋風在磁場的幫助下幫助ESO320-G030星系中的超大質量黑洞成長 。在這幅圖中 ， 星系的核心由稠密氣體的旋轉風主導，該風從星系中心的（隱藏的）超大質量黑洞向外引導 。用ALMA望遠鏡測量了氰化氫分子發出的光追蹤到的氣體運動 。來源：M.D.Gorski/Aaron M.Geller，西北大學，CIERA，天體物理學跨學科探索與研究中心
據查爾默斯理工大學：超大質量黑洞給世界各地的天文學家帶來了尚未回答的問題 ， 尤其是“它們是如何長得這么大的？”現在，一個國際天文學家團隊，包括瑞典查爾默斯理工大學的研究人員，發現了一種強大的旋轉磁風，他們認為這種風有助于星系中心超大質量黑洞的生長 。
在附近星系ESO320-G030的ALMA望遠鏡的幫助下，漩渦風揭示了黑洞的生長和恒星的誕生都涉及類似的過程 。
這項研究發表在《天文學與天體物理學》雜志上的論文“ESO 320-G030中壯觀的銀河系級磁流體動力風”中 。
包括我們銀河系在內的大多數星系的中心都有一個超大質量黑洞 。對于天文學家來說 ， 這些令人難以置信的大質量物體是如何成長為數百萬或數十億顆恒星的，這是一個長期存在的問題 。
為了尋找這個謎團的線索，由馬克·戈爾斯基（西北大學和查爾莫斯）和蘇珊娜·阿爾托（查爾莫斯）領導的一個科學家團隊選擇研究相對較近的星系ESO320-G030，距離僅1.2億光年 。它是一個非?；钴S的星系，形成恒星的速度是我們銀河系的10倍 。
“由于這個星系在紅外波段非常明亮，望遠鏡可以分辨出其中心的引人注目的細節 。我們想測量星系核心風攜帶的分子發出的光，希望追蹤風是如何由一個正在增長或即將增長的超大質量黑洞發射的 ?！?。
查爾默斯理工大學射電天文學教授阿爾托說：“通過使用ALMA，我們能夠研究來自厚厚的塵埃和氣體層后面的光 。” 。
為了盡可能接近中心黑洞的致密氣體，科學家們研究了氰化氫（HCN）分子發出的光 。由于ALMA能夠利用多普勒效應對氣體中的精細細節進行成像并追蹤氣體的運動，他們發現了表明存在磁化旋轉風的模式 。
當星系中心的其他風和噴流將物質從超大質量黑洞中推開時，新發現的風增加了另一個過程，它可以為黑洞提供能量并幫助其生長 。
“我們可以看到風是如何形成螺旋結構的，從星系中心滾滾而出 。當我們測量向外流動的物質的旋轉、質量和速度時，我們驚訝地發現，我們可以排除對風的力量的許多解釋 ， 例如恒星的形成 。
阿爾托說：“相反，向外流動可能是由氣體流入提供動力的，并且似乎是由磁場保持在一起的 ?！?。
科學家們認為旋轉的磁風有助于黑洞的生長 。
物質在黑洞落入之前就在黑洞周圍流動——就像排水溝周圍的水一樣 。接近黑洞的物質聚集在一個混亂、旋轉的圓盤中 。在那里，磁場發展并變得更強 。磁場有助于將物質從星系中帶走，從而產生螺旋風 。物質被風吹走也會減緩旋轉的圓盤——這意味著物質可以更容易地流入黑洞，將涓涓細流變成溪流 。
對戈爾斯基來說，這種情況的發生方式讓人想起了太空中一個小得多的環境：氣體和塵埃的漩渦導致了新恒星和行星的誕生 。
戈爾斯基說：“眾所周知，恒星在進化的第一階段是在旋轉風的幫助下生長的，旋轉風是由磁場加速的，就像這個星系中的風一樣 。我們的觀測表明，超大質量黑洞和微小恒星可以通過類似的過程生長，但規模非常不同 ?！?。
這一發現能成為解開超大質量黑洞如何生長之謎的線索嗎？未來，戈爾斯基、阿爾托和他們的同事希望研究其他星系，這些星系的中心可能隱藏著螺旋流 。
“關于這一過程的所有問題遠沒有得到回答 。在我們的觀測中，我們看到了旋轉風的明確證據，它有助于調節星系中心黑洞的生長 ?！?。
戈爾斯基問道：“既然我們知道該尋找什么，下一步就是找出這種現象有多普遍 。如果這是所有擁有超大質量黑洞的星系都要經歷的階段，那么它們接下來會發生什么？” 。