太空探索:研究人員捕獲超大質量黑洞“打嗝”兩次!

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太空探索:研究人員捕獲超大質量黑洞“打嗝”兩次!


由CU Boulder研究人員領導的一個小組在一個遙遠的星系中捕獲了一個超大質量的黑洞,吃掉了氣體然後“打嗝”不是一次,而是兩次。

負責這項研究的CU博爾德助理教授Julie Comerford表示,研究中的超大質量黑洞似乎已經打了出來 - 基本上是在大約10萬年的時間內,從吸入的氣體中噴射出強烈的光線 - 兩次。雖然天文學家已經預測,由於天然氣供給事件,這些物體可能會閃爍,但這是少數幾次被捕的事件之一。

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超大質量黑洞 - 它們比我們的太陽重了數百萬倍,被認為是幾乎每個星系的核心 - 就像基本方式中的常規黑洞一樣:具有如此強烈的引力效應的區域,沒有任何東西,甚至光線都無法逃脫。但是當超大質量黑洞周圍的區域發出來自餵食事件的光時,它們被稱為類星體,CU Boulder天體物理和行星科學系的Comerford說。

“我們看到這個對象盛宴,打嗝和午睡,然後再次進行盛宴,打嗝和打盹,這是理論所預測的,”她說。“幸運的是,我們碰巧觀察到了這個星系,我們可以清楚地看到這兩個事件。”

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有關該主題的論文發表在最近一期的“ 天體物理學雜誌”上。1月8日至12日在華盛頓舉行的美國天文學會第231次會議上,科默福德在1月11日的新聞發佈會上介紹了該團隊的調查結果。

正在研究的星系,研究人員稱為J1354,距地球約9億光年。相比之下,一個光年約為六萬億英里。

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該團隊使用了兩個太空望遠鏡 - 哈勃太空望遠鏡和錢德拉X射線天文臺 - 以及夏威夷莫納克亞的WM凱克天文臺和新墨西哥州太陽黑子附近的阿帕奇角天文臺的觀測資料。Apache Point工廠由天體物理研究聯盟(Astrophysical Research Consortium)所有,該聯盟由10家美國研究機構組成,其中包括CU Boulder。

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這是星系SDSS J1354 + 1327(中下部)及其伴星系SDSS J1354 + 1328(右上)的圖像。右側的嵌入式面板是一個四色圖像,將哈勃紅色,綠色和藍色過濾曝光與Chandra X射線觀察結合為紫色。哈勃圖像顯示了超大質量黑洞附近的熱電離氣體的北部氣泡。這個黑洞似乎已經從同伴星系中吸收的氣體中噴射出強烈的光線。這在過去的10萬年中發生過兩次。雖然天文學家已經預測,由於天然氣供給事件,這些物體會閃爍,這是第一次令人信服地被捕。星系對距離地球8億光年。

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那麼為什麼黑洞有兩頓單獨的飯菜呢?Comerford說,答案在於伴星系與J1354的恆星和氣體相連。研究小組得出結論,來自伴星系的物質旋轉到J1354的中心,然後被超大質量黑洞吞噬。科默福德說,該團隊觀察到銀河系中心以南的殘餘發射,表明大約一百萬年前有一個黑洞盛宴事件。在北方,他們看到了一圈氣體,這標誌著最近的打嗝。錢德拉天文臺拾取了J1354的大量X射線輻射,顯示當物質落到超大質量黑洞的中心時,塵埃和氣體被加熱到數百萬度。Comerford說,X射線光譜顯示超大質量黑洞位於厚重的灰塵和氣體面罩內。

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“這個星系確實讓我們措手不及,”CU博爾德博士生Rebecca Nevin說,他是一位研究合著者,他利用Apache Point的數據來研究J1354中氣體和恆星的光速和強度。“我們能夠證明來自銀河系北部的氣體與衝擊波的前緣一致,而來自南部的氣體與更古老的類星體外流一致。”

Comerford說,即使我們的銀河系也至少有過一次打嗝。2010年,另一個研究小組利用軌道上的費米伽瑪射線天文臺觀測了銀河系的邊緣,發現了一個銀河系。天文學家看到被稱為“費米氣泡”的氣體噴射器在電磁波譜的伽馬射線和X射線部分發光。“這是我們在黑洞餵食事件後看到的各種氣泡,”Comerford說。

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這項新研究的其他合著者包括博士後的Scott Barrows和Francisco Muller-Sanchez博士,普林斯頓大學的Jenny Greene教授,三一大學的David Pooley教授,加利福尼亞州帕薩迪納噴氣推進實驗室的Daniel Stern教授,以及教授來自加州理工學院的Fiona Harrison。


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