活躍星系核的羅塞塔石被破譯

一個至少有一個活躍的超大質量黑洞的星系——叫做OJ 287——在過去已經引起了很多的爭議和問題。這個物體發出的輻射範圍很廣——從無線電到TeV體制下的最高能量。可變光發射的潛在周期性使得這個星系成為了在其中心存在一個超大質量雙星黑洞的候選星系。這個物體因此被貼上了活躍的星系核羅塞塔石的標籤，希望這個物體能成為一個典型的物體，一旦被破譯，就能解釋活躍的黑洞的基本性質。現在由馬克斯·普朗克研究人員領導的一個國際天文學家小組發現，OJ 287的活躍星系核在大約22年的時間跨度內產生了一個平穩的推進射流。

活動星系OJ 287的中心區域的概念圖，進動可能是由一個二進位黑洞(Inset a)引起的，也可能是由一個錯位的吸積盤(Inset B)引起的。圖片：Axel M. Quetz/MPIA Heidelberg

觀測到的射流的進動也可以解釋星系輻射的變化。這一發現同時解決了許多謎題，並為理解活躍的星系核中的變異性提供了關鍵。研究結果發表在《皇家天文學會月刊》上。花了很長時間才破譯出埃及的象形文字——金字塔的銘文。在1799年發現的羅塞塔石碑的幫助下，它終於成功了。這塊石碑上刻著同一文本的三個版本——一個是古埃及人使用的象形文字，一個是通俗文字，最後一個是古希臘語。意識到這是同一文本，神秘的象形文字可以通過古希臘語言來破譯和翻譯。這一發現為了解古埃及文化打開了一扇全新的窗戶。

一個研究小組已經破譯了一個被命名為「羅塞塔之星」(Rosetta Stone of blazars)的星系的噴射。布拉斯星系是活躍的星系，在那裡有一個巨大的中心黑洞正在被注入。著名的OJ 287星系距離約35億光年，其中至少有一個超大質量黑洞，其質量可達數百萬至數十億倍的太陽質量。超大質量黑洞是活躍的，併產生噴射流——一種等離子體流，它起源於星系的中心核區域，在中心黑洞附近。這射流在無線電波段是可以觀測到的。銀河系也是光學天文學家所熟知的目標。這個星系在光學系統中的亮度波動是傳奇的，自19世紀末以來就被觀測到，提供了天文學中最長的光曲線之一。

然而，儘管數十年來對許多射流源進行了無線電觀測，並進行了許多複雜的研究，但射流仍然神秘莫測。傳統上，在射電波長上觀測到的射流亮度變化的來源是由中心黑洞系統的射流進給機製造成的。另一方面，觀測到的噴氣式飛機的運動特徵——被稱為旋鈕——被認為是由飛機上的激波引起的。研究人員尋找了這兩種現象之間的聯繫，但到目前為止還不能一直這樣做。由波恩馬克斯·普朗克射電天文學研究所(MPIfR)的西爾克·布里岑(Silke Britzen)領導的研究小組利用一種巧妙的觀測技術，對靠近中心黑洞的發射地點的OJ 287的噴射進行了細緻的觀測。

無線電干涉測量技術涉及到全球範圍內的射電望遠鏡，以建造一個直徑為地球直徑的虛擬巨型望遠鏡，它可以放大到星系中心，並以前所未有的解析度觀測靠近中心黑洞的噴射物。通過考慮一個長時間跨度的大數據集，研究小組現在發現了強烈的跡象，表明這兩種現象都有相同的起源:這兩種觀測結果都可以用飛機的運動來解釋。噴氣機本身在加速。同樣來自MPIfR的Michal Zajacek對旋進模型進行了建模:「當射流的視角發生變化時，由於射流的旋進引起的亮度變化導致了多普勒升壓的變化。」令人驚訝的是，我們不僅發現了噴射過程，而且似乎還遵循了一個更小的類似堅果的運動。聯合會前-章動運動導致了無線電的變異性，也可以解釋一些輕耀斑。

正是同樣的物理過程解釋了在天空中徘徊的噴流和星系的亮度變化——噴流的運動變化。」都是幾何和確定性的。到目前為止，還沒有涉及到魔法。這提供了一個了解噴流及其在黑洞附近的潛在起源的獨特機會。這架噴射機真的是我們的羅塞塔石，它能讓我們從根本上了解噴流和它們活躍的黑洞。Britzen和她的團隊相信，前置場景也可以解釋這一光源130年的光學外燃現象，但與以往一樣，最終確認還需要更多的數據和更多的工作。關於射流進動的起源問題仍然是一個迫切的問題。

旋進是一個物理過程，眾所周知，從旋轉的頂部或地球本身。由於太陽和月亮的潮汐影響，我們的行星的旋轉軸不是穩定的，而是在太空中運行，周期為26000年。在OJ 287的噴氣進動中，該小組指出了兩種可能的情況。「我們有一個系統的兩個超大質量黑洞disk-ejecting飛機被迫擺動的潮汐影響二級黑洞或一個黑洞,泰德與失調的吸積盤。交互」總結基督教Fendt的馬克斯·普朗克天文研究所(MPIA)海德堡。不管怎樣，活躍的星系OJ 287的噴射流是迄今為止最容易理解的噴射流之一，而且肯定也將被用來破譯其他的銀河系外噴射流。它甚至可能有助於進一步解開超大質量黑洞的神秘活動。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：皇家天文學會月報｜ 來自：馬克斯普朗克協會

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