SOFIA在高能活躍黑洞周圍發現了低溫塵埃

這幅藝術插圖表現了濃厚的塵埃環將發生在一個活動星系核的特大質量黑洞附近的高能過程遮蔽起來的景象。SOFIA的研究表明，塵埃的分布範圍比先前設想的要小30％。

來源：NASA/SOFIA/Lynette Cook

德克薩斯大學聖安東尼奧分校的研究人員利用來自NASA的索菲亞平流層紅外天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ，簡稱SOFIA)的觀測結果，發現包圍在活躍而貪婪的黑洞周圍的塵埃密度比先前設想的高得多。

大部分（如果不是全部）大型星系在其中心處都有一顆超大質量黑洞，其中大多數黑洞都比較安靜，並不活躍，就像我們銀河系中心的黑洞一樣。然而，也有一些超大質量黑洞正在消耗大量被其吸入其中的物質，從而導致大量的能量釋放。這些活躍的黑洞被稱為活動星系核。

先前的研究表明，所有活動星系核本質上具有相同的結構。模型表明，活動星系核擁有一個甜甜圈形的塵埃結構環繞著超大質量黑洞，這種結構被稱為環面。通過使用SOFIA望遠鏡的暗天體紅外相機FORCAST，該團隊觀測到距地球1億光年以上的活動星系核中的11個超大質量黑洞周圍的紅外輻射，並確定每個環面的大小、不透明度和塵埃分布。

在《皇家天文學會月刊》上發表的一篇論文中，研究小組報告，環的體積比預期的要小30%，並且紅外輻射的峰值位於比之前估計的更長的波長上。這意味著遮蔽中央黑洞的塵埃密度比先前設想的更高。

他們還指出，活動星系核輻射出的大部分能量都處在無法從地面上觀測到的波長，這是由於這些能量被地球大氣中的水蒸氣所吸收而造成的。SOFIA的飛行高度高於地球上99%的水蒸氣所處的位置，這使得研究小組能夠通過遠紅外波長的觀測描述環形塵埃結構的特性。

德克薩斯大學聖安東尼奧分校的研究生、論文的第一作者Lindsay Fuller說:「使用SOFIA，我們能夠獲得在這些波長上空間解析度儘可能高的觀測，讓我們能夠在活動星系核塵埃環的特徵上做出新的發現。」

為了確定觀測到的輻射是否全都來自於環面，或者是否有其他的成分增加了活動星系核的總輻射，進一步的觀測是必要的。該項目的負責人、來自SOFIA科學中心的大學空間研究協會的科學家Enrique Lopez-Rodriguez說:「接下來，我們的目標是使用SOFIA在更長的波長上來觀察一個更大的活動星系核樣本。這將使我們對活動星系核周圍塵埃環境的物理結構施加更嚴格的限制。」

SOFIA是一架改裝過的波音747SP噴氣客機，它攜帶一台100英寸直徑的望遠鏡。這是NASA和德國航天中心（DLR）的聯合項目。位於加州矽谷的NASA艾姆斯研究中心（NASA』s Ames Research Center）管理著SOFIA的計劃、科學和任務運作，與總部位於馬里蘭州的哥倫比亞市的大學空間研究協會以及在斯圖加特大學（University of Stuttgart）的德國SOFIA研究所(DSI)合作。這架飛機的基地是位於加利福尼亞州帕姆代爾（Palmdale）的NASA阿姆斯特朗飛行研究中心的703號機庫。（編輯：Kassandra Bell翻譯：金魚 校對：凌塵 傅煜銘）

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