宇宙噴泉！距地10億光年，天文學家發現了一個超大質量黑洞

在距離地球大約10億光年的地方，一個巨大的橢圓星系被發現是一個熱情的回收者——儘管不是塑料瓶。位於其核心的超大質量黑洞正在噴發冷分子氣體，然後這些氣體就會落入黑洞，並重新形成一個循環。

這種現象被稱為「噴泉」，是一種回收恆星形成物質的銀河方式，長期以來，這一理論從未被完整地觀察過。

天文學家在一個名為Abell 2597的星系團中心的星系中發現了這一驚人的景象。

哈佛-史密森天體物理中心的格蘭特·特倫布萊解釋說:「這可能是我們第一個找到證據的系統，證明了冷分子氣體流入黑洞和從黑洞發射的噴流中流出或上升。」

「這個巨大星系中心的超大質量黑洞就像噴泉里的機械泵。」

當然，黑洞實際上並不會噴出物質。當一個活躍的黑洞「進食」時，物質就會形成一個由漩渦物質組成的吸積盤，這些漩渦物質就會落入黑洞，就像水從排水溝中流過一樣。但並不是所有的物質最終都被黑洞吞噬。

其中一些是通過磁場線流向兩極的，很像太陽風中的帶電粒子沿地球磁場線運動而產生極光。

但是黑洞的動力學是不同的，它們不是極光，而是產生強大的等離子噴射，以接近光速的速度進入太空，從極地區域噴射出來。

以超大質量黑洞為Abell 2597最亮星系團(BCG)提供動力為例，它的噴射將冷分子氣體9千帕秒(3萬光年)噴射到太空。

然後，這些冷氣體又源源不斷地流回黑洞的吸積盤——一個巨大的絲狀星雲，質量相當於30億個太陽，橫跨銀河系中心30千帕秒(10萬光年)。

Tremblay和他的團隊在2016年首次使用Atacama大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)觀測到降雨。他們觀察到一氧化碳分子，其中一些分子的溫度低至13-23開爾文(零下260 -250攝氏度，或零下438 -418華氏度)，正朝黑洞下落。

上圖:這張合成圖片展示了ALMA數據中黃色的冷流入氣體，而MUSE數據中的紅色流出氣體。

從那以後，研究小組將其與ESO超大望遠鏡上使用MUSE儀器進行的早期觀測聯繫起來。它看到了更溫暖的氣體被黑洞的噴射噴向太空。

利用美國宇航局錢德拉x射線天文台的後續觀測證實了這種聯繫——這標誌著第一個證據表明流出和流入是同一過程的一部分。

特倫布萊在2016年解釋說:「這種非常非常熱的氣體可以迅速冷卻、凝結和沉澱，就像地球大氣中溫暖潮濕的空氣可以產生雨雲和降水一樣。」

「這些新凝結的雲隨後在星系中降雨，為恆星的形成提供燃料，並為其超大質量黑洞提供食物。」

研究人員認為，這個結果可能只是第一次將這兩個過程結合在一起，但它可能是銀河系演化的一個共同部分。它可以為恆星的形成、黑洞的進食方式以及星系的整體生命周期提供一些線索。

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