從源頭引發的超高速黑洞風的快速變化

圖註：具有超高速風的黑洞

歐洲空間局(European Space Agency,ESA)和NASA的空間望遠鏡對黑洞附近涌流出的超高速風進行了非常詳盡的觀測，風的速度接近1/4光速。

噴流氣體是位於大型星系中心的特大質量黑洞的共同特徵。這些黑洞的質量是太陽質量的數百萬至數十億倍，它們以周圍環繞的氣體為食。如果使用空間望遠鏡觀察這一過程，可以看到包括X射線在內的明亮輻射，它們來自黑洞周圍盤狀結構的最內側。

有時候，黑洞「吃」得太多會「打嗝」，從而產生超高速風。這些風是非常重要的研究特徵，因為它們可以清除周圍的氣體，從而抑制恆星的誕生，因此對調節宿主星系的生長具有很大的影響。

科學家利用ESA的XMM-Newton和NASA的核分光望遠鏡陣（NuStar），對來自活動星系IRAS 13224-3809的噴流進行了詳細的觀測。所記錄的黑洞風速達到71000 km/s ，是光速的0.24倍，位居已知最快黑洞風的前5％。

XMM-Newton連續17天聚焦黑洞，揭示了風的極端變化的性質。

2017年3月2日發表在《自然》上闡述該新發現的論文的第一作者、英國劍橋大學天文學研究所的Michael Parker說：「通常我們只對一個特定的物體進行一次觀測，然後幾個月甚至幾年之後，我們再觀察一次，看看是否有變化。」

「多虧了這一次的長時間觀測，我們第一次在不到一個小時的時間內觀測到了風的變化。」

這些變化表現在風的溫度增加，它表明，黑洞周圍的吸積盤產生了更強的X射線輻射。

此外，觀測結果還顯示了噴流氣體的化學特徵的變化：隨著X射線輻射增加，風中的電子從原子中剝離出來，消除了數據中所呈現的風特徵。

論文的共同作者、同樣來自天文學研究所的首席研究員Andrew Fabian說：「風的化學特徵在不到一個小時的時間內就隨著X射線的強度而改變，這比以往任何時候都要快上百倍。

「這使我們能夠將落入黑洞的物質產生的X射線輻射與更遠處外流風的變化聯繫起來。」

ESA的XMM-Newton項目科學家Norbert Schartel 補充道：「找到這種變化並且找到這種關聯的證據，是理解黑洞風如何發射和加速的關鍵一步，而這又是了解調節宿主星系中恆星形成的能力的一個重要部分。」

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