怎麼滿足黑洞的大胃口?

怎麼滿足黑洞的大胃口?

如果你是一個光子,跟隨一個像銀河系或M51(上圖)這樣的螺旋星系的漩渦,最終會導致你盤旋進入末日——一個超大質量黑洞,它的核心。但這還不算最糟。

旋渦星系中的一些黑洞對星際物質有著超大的胃口,最終會使這些物質越過視界,墜入黑洞的“胃”裡。巨大的星系旋臂之間的塵埃和氣體,都是黑洞的“養料”。但假如有這麼一個星系,它不按這套規則運轉呢?

距離地球約15萬光年的定ESO 320-G030就是比較典型的星系,也是天文學家Eduardo Gonzalez-Alfonso和他的團隊研究的目標。他們模擬了H2O及其同位素和電離體的紅外吸收譜線,當然還包括如OH、NH、NH3的分子,以便確定ESO 320-G030到底以什麼為食。

“結果表明,H2O(以及其他分子,如OH、CH和CH+)與遠紅外輻射場源(由恆星和被核輻射加熱的塵埃顆粒發出)非常匹配,”Gonzalez-Alfonso說。“這意味著H2O主要是由這個遠紅外輻射場激發的,而不是由碰撞激發的。”

為了模擬人眼看不見的東西,研究小組用一個軟件代碼計算出激發(即粒子被注入更多能量後變得更具能量的過程)以及由H2O的數量、溫度、體積等因素決定的可比的水排放量和吸收量以及這個區域的大小。然後可以將這些因素與觀察到的發射和吸收進行比較。正是氫氧化物的轉變開始揭示出氣體的流入,正是這種氣體的流入維持了每年20倍於太陽質量的恆星核爆發。

怎麼滿足黑洞的大胃口?

隨著ESO 320-G030的神秘面紗被揭開,它也告訴了我們更多關於遙遠宇宙的信息,尤其是數十億光年之外的星系的信息——這意味著我們可以在這些星球成型之時就觀察到它們。雖然星系的合併可能與之有關,但星束和氣體的流動規則仍是未知。從未有證據表明,ESO 320-G030不是個例。

Gonzalez-Alfonso說:“可能有許多像ESO 320-G030那樣的劇烈膨脹的星系,伴隨著恆星形成的強烈核爆發,超大質量的黑洞會快速增長。因此,必須觀察這些遙遠的星系,觀察H2O和其他分子在這種極端事件中的紅外光譜,以便了解它們在整個宇宙星系演化中的整體關聯性。”

這些星系形成的真相究竟如何?答案一定就在某個遙遠的地方。


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