兩種不同星系中增長的超大質量黑洞

上圖比較了在兩種不同星系中增長的超大質量黑洞。在正常星系中增長的超大質量黑洞被氣體和塵埃的環形結構環繞（左圖）。在併合星系中，一個物質球會遮擋住黑洞（右圖）。

流行文化中，黑洞因其能吞噬周遭一切的形象而「口碑不佳」。事實上，恆星、氣體和塵埃可以在相當長的時間內圍繞著黑洞旋轉，直到出現大擾動，將這些物質推入黑洞。

星系併合就是這種擾動之一。當中心黑洞因星系的併合而彼此靠近時，它們附近的氣體和塵埃會被推向對應的黑洞。物質飛速繞行飢餓的黑洞，隨之，大量的高能輻射噴發而出，這被天文學家稱為活動星系核（Active Galactic Nucleus，AGN）。

一項使用NASA核光譜望遠鏡陣列（Nuclear Spectroscopic Telescope Array，NuSTAR）望遠鏡的研究表明，在星系併合的晚期，大批氣體和塵埃墜入黑洞，以至於遮擋住了極其明亮的AGN。受兩個星系引力的共同作用，氣體和塵埃無法自由地飛速繞行，引力效應延緩了它們的旋轉速度，能量的損失使得物質落向黑洞。

「星系併合越接近尾聲，AGN被遮擋越嚴重，」Claudio Ricci如是說，他是這篇發布在《皇家天文學會月報》上的論文的第一作者，「在併合臨近結束時，星系會如蝶繭般，被氣體和塵埃完全遮擋住。」

Ricci和同事們觀測了52個星系的穿透性的高能X射線輻射。其中，約有一半的星系處於併合晚期。因為NuSTAR對探測高能X射線極為敏銳，這對確定AGN中有多少光能夠突出氣體和塵埃的重重包圍，起到決定性的作用。

這項研究發布在《皇家天文學會月報》上。研究人員將NuSTAR對星系的觀測數據，與收集更低能X射線光譜的幾大天文台做比較，其中包括NASA的Swift和Chandra，以及歐洲航天局（European Space Agency，ESA）的XMM-牛頓。如果在一個星系中只探測到了高能X射線輻射，而沒有探測到低能X射線，就意味著AGN被重重遮蔽著。

這項研究能確認一個長期以來存在的觀點：AGN內的黑洞在其被遮擋的併合晚期，吞食最多的物質。

「一個超大質量黑洞在併合期間的增長極為迅速，」Ricci說，「這個研究結果讓我們更深入地理解黑洞與其宿主星系關係的神秘起源。」

NuSTAR是加州理工學院領導的小型探測器任務，它由NASA噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory，JPL）管理，歸屬於華盛頓的NASA科學任務局。NuSTAR由丹麥技術大學和義大利航空總署（Italian Space Agency，ASI）共同開發完成，航天器則由位於美國弗吉尼亞州杜勒斯市的軌道科學公司建造。NuSTAR任務運營中心設於加州大學伯克利分校，官方數據資源庫保存於NASA高能天體物理科學資源研究中心。ASI提供該任務的地面站和鏡像數據資源庫。JPL由加州理工學院為NASA管理。（作者：Elizabeth Landau 編輯：Tony Greicius 翻譯：顏玉衡 校對：煜銘）

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