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在智力的望遠鏡,第一次觀測到黑洞中拋出的物體

和太陽系不同,其他星系往往規模會大很多,而且星系中央通常是黑洞。而且由於黑洞幾乎是只進不出,周圍又有很多物質環繞包裹。所以我們常常觀測不到黑洞的具體情況。最近智利的觀測矩陣望遠鏡觀測到了離我們非常遙遠的棒旋星系,該星系遠到4700萬光年。而觀測到該星系並非本文重點,重點是星系中心黑洞不斷的拋出物質雲。

黑洞在吞噬物質的同時還會擁有一個吸積盤,其基本特徵就是圍繞著黑洞視界的一個熾熱而扁平的環狀結構

據國外媒體報道,星系中央一般都有大型黑洞存在,其中有很多黑洞都擁有被一圈厚厚的物質環繞,稱為「環面」。環面的存在讓整個黑洞看起來就像一個超大號的麵包圈(因為黑洞本身不可見,所以能觀測到的只有環面)。長久以來,天文學家都認為,環面是由星系核心區域被攪勻的物質落入黑洞的引力阱形成的。位於智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣(ALMA)是當今最強大的射電天文學觀測設備之一。根據它最新的觀測結果,針對黑洞環面的傳統的模型明顯太過簡單了。

NGC 1068是一個離我們4700萬光年遠的棒旋星系。研究人員在觀測它的中心黑洞附近區域時,利用ALMA追蹤到了物質雲被不斷拋出黑洞。是這些被拋出的物質而非被吸入的物質在黑洞附近形成了環面。巴克內爾大學的天文學家Jack Gallimore說,如果把黑洞比作一個發動機的話,那麼從扁平的塵埃盤中掉落到黑洞表面的物質就是燃料。那麼和其它的發動機一樣,黑洞也會向外排放「尾氣」。

黑洞在吞噬物質的同時還會擁有一個吸積盤,其基本特徵就是圍繞著黑洞視界的一個熾熱而扁平的環狀結構。吸積盤的最內部分會由於高溫向外釋放X射線以及紫外輻射。但是吸積盤的外圈則相對較冷,只能釋放紅外乃至毫米波段輻射。ALMA對後者非常敏感,使得我們能對NGC 1068的吸積盤的最外圈做跟蹤觀測。在跟蹤吸積盤的較冷區域內的冷一氧化碳分子雲的過程中,Gallimore的團隊發現這些分子雲會從吸積盤中逃逸出來。

由於分子雲被加速盤中極熱的物質離子化,整個分子雲會與黑洞的強磁場相互作用。最後分子雲從吸積盤中被高速甩出,其速度甚至超過了吸積盤自身的旋轉速度。Gallimore表示,這些分子雲的速度是如此之快,以至於達到了「逃逸速度」。最後這些分子雲會以圓錐狀從吸積盤兩側噴出。利用ALMA,我們得以第一次看見,這些氣體是從那些看不見的黑洞中噴出來,而不是被吸進去。

絕大多數的已知星系內部都有巨大黑洞,他們彼此間存在共生關係。我們現在已經知道黑洞活動對整個星系有著巨大的影響力,甚至能影響恆星的生成速率。如今,有了諸如ALMA的觀測設備,我們得以看見星系同黑洞間錯綜複雜的關係,以及黑洞對於星系中心區域的影響。

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