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美國國家航空航天局的圖像有助于解釋大質量黑洞的飲食習慣

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美國國家航空航天局的圖像有助于解釋大質量黑洞的飲食習慣


斯皮策太空望遠鏡拍攝的仙女座星系 。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院
據美國宇航局（噴氣推進實驗室）：美國國家航空航天局退役的斯皮策太空望遠鏡的數據為科學家們提供了新的見解 ， 讓他們了解為什么一些超大質量黑洞的光芒與其他黑洞不同 。
在美國國家航空航天局退役的斯皮策太空望遠鏡拍攝的圖像中，數千光年長的塵埃流流向仙女座星系中心的超大質量黑洞 。事實證明 ， 這些流可以幫助解釋數十億倍于太陽質量的黑洞是如何滿足它們的巨大欲望，但仍然“安靜”地進食的 。
當超大質量黑洞吞噬氣體和塵埃時，物質在落入之前就會被加熱，產生令人難以置信的光照——有時比整個充滿恒星的星系還要亮 。當物質以不同大小的團塊消耗時，黑洞的亮度會波動 。
但銀河系（地球的母星系）和仙女座（我們最近的星系鄰居之一）中心的黑洞是宇宙中最安靜的吞噬者之一 。它們發出的少量光的亮度變化不大，這表明它們消耗的是少量但穩定的食物流，而不是大塊的食物 。這些流一點一點地接近黑洞，呈螺旋狀，類似于水沿著排水管旋轉的方式 。
尋找仙女座的食物來源
今年早些時候發表的一項研究將一個安靜的超大質量黑洞以穩定的氣體流為食的假設應用于仙女座星系 。作者使用計算機模型模擬了仙女座超大質量黑洞附近的氣體和塵埃隨時間的變化 。模擬表明，在超大質量黑洞附近可以形成一個小的熱氣體盤，并不斷向其提供能量 。磁盤可以通過大量的氣體和灰塵流進行補充和維護 。
但研究人員也發現 ， 這些溪流必須保持在特定的大小和流速內；否則，物質會以不規則的團塊落入黑洞，導致更多的光波動 。

美國國家航空航天局的圖像有助于解釋大質量黑洞的飲食習慣


這張由美國國家航空航天局退役的斯皮策太空望遠鏡拍攝的仙女座星系中心的特寫照片，用藍色虛線注釋，以突出兩股塵埃流流向星系中心超大質量黑洞的路徑（用紫色點表示） 。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院
當作者將他們的發現與斯皮策和美國國家航空航天局哈勃太空望遠鏡的數據進行比較時，他們發現斯皮策之前發現的塵埃螺旋符合這些限制 。由此，作者得出結論，這些螺旋正在吞噬仙女座的超大質量黑洞 。
加那利群島天體物理研究所和慕尼黑大學天文臺的天體物理學家Almudena Prieto是今年發表的這項研究的合著者，她說：“這是一個很好的例子，科學家們重新檢查檔案數據，通過將其與最新的計算機模擬進行比較 ， 來揭示更多關于星系動力學的信息 ?！?。“我們有20年的數據告訴我們，當我們第一次收集它時，我們沒有意識到其中的東西 。”
深入觀察仙女座
斯皮策號于2003年發射，由美國國家航空航天局噴氣推進實驗室管理，它在人眼看不見的紅外光中研究宇宙 。不同的波長揭示了仙女座的不同特征，包括恒星等較熱的光源和塵埃等較冷的光源 。
通過分離這些波長并單獨觀察塵埃，天文學家可以看到星系的“骨架”——氣體聚集和冷卻的地方，有時會形成塵埃 ， 為恒星的形成創造條件 。這張仙女座的照片揭示了一些驚喜 。例如，盡管仙女座是一個像銀河系一樣的螺旋星系，但它被一個巨大的塵埃環所支配，而不是圍繞其中心的明顯的臂 。這些圖像還揭示了一個矮星系穿過的環的一部分有一個次級洞 。
仙女座距離銀河系很近，這意味著它看起來比地球上的其他星系更大：用肉眼看，仙女座大約是月球寬度的六倍（約3度） 。即使視野比哈勃更寬，斯皮策也必須拍攝11000張快照才能拍攝出這張仙女座的全面照片 。
關于使命
噴氣推進實驗室為位于華盛頓的美國國家航空航天局科學任務局管理斯皮策太空望遠鏡任務 ， 直到該任務于2020年1月退役 。科學行動在加州理工學院的斯皮策科學中心進行 。航天器的運行基地設在科羅拉多州利特爾頓的洛克希德·馬丁航天公司 。數據存檔于加州理工學院IPAC運營的紅外科學檔案館 。加州理工學院為美國國家航空航天局管理噴氣推進實驗室 。