歐洲南方臺(tái)的超大型干涉儀望遠(yuǎn)鏡收集了迄今最有細(xì)節(jié)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，在一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞周圍密布了塵埃，在一個(gè)活動(dòng)星系核的中心隱居了一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。不是所有的發(fā)熱發(fā)光塵埃都聚集在黑洞周圍的圓形碟盤體，目前的理論模型存在缺陷，大量塵埃實(shí)際上分布在圓形碟盤體的上方和下方，最新的觀測(cè)結(jié)果表明，在圓形碟盤體的上方和下方分布了大量塵埃，它們從黑洞周圍的區(qū)域分散開(kāi)來(lái)，在遠(yuǎn)離黑洞周圍的區(qū)域形成了冷塵埃風(fēng)，塵埃奇異分布的性質(zhì)挑戰(zhàn)了目前的理論模型，超大質(zhì)量黑洞的演變以及黑洞與周圍環(huán)境的相互作用成了有待解釋的理論問(wèn)題。

天文學(xué)家通過(guò)過(guò)去20多年的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，幾乎在所有宇宙星系的中心都隱藏了一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，黑洞是宇宙的超級(jí)霸主，從周圍的區(qū)域不斷吞食了大量物質(zhì)，逐漸在活動(dòng)星系核中形成了最強(qiáng)能量體，極其明亮的活動(dòng)星系核有強(qiáng)大無(wú)比的驅(qū)動(dòng)力，黑洞周圍的圓形碟盤體內(nèi)的塵埃被推向了外側(cè)，塵埃從圓形碟盤體的上方和下方向外蔓延或漂移，塵埃被推向外側(cè)的過(guò)程好似水池底部開(kāi)了一個(gè)泄水孔，當(dāng)泄水孔的塞子被人拿掉時(shí)，水池內(nèi)的水從泄水孔流出，在水池泄水孔的周圍出現(xiàn)了漩渦狀水流，水池內(nèi)的水似乎被擠壓了出去。

在活動(dòng)星系核（AGN）內(nèi)，大部分超強(qiáng)的紅外線輻射來(lái)自于黑洞周圍圓形碟盤體中的塵埃。一支國(guó)際合作的科學(xué)團(tuán)隊(duì)詳細(xì)觀測(cè)了活動(dòng)星系核NGC3783，他們使用了超大型的望遠(yuǎn)鏡干涉儀（VLTI），在智利的帕拉納爾天文臺(tái)，可移動(dòng)的4個(gè)8.2米直徑的VLT單元組成了陣列，在干涉儀技術(shù)的基礎(chǔ)上組合成了望遠(yuǎn)鏡陣列。通過(guò)令人驚訝的觀測(cè)結(jié)果證實(shí)，在圓形的碟盤體內(nèi)，熾熱塵埃的溫度達(dá)到了大約700到1000攝氏度，從理論模型預(yù)測(cè)了相同的溫度值，在圓形碟盤體主要部分的上方和下方有大量的冷塵埃。

冷塵埃流束從黑洞周圍的區(qū)域向外流散，在黑洞與周圍環(huán)境的復(fù)雜相互作用中，“塵埃風(fēng)”扮演了重要的角色，黑洞從周圍區(qū)域的物質(zhì)吸收了能量，顯現(xiàn)了貪得無(wú)厭的吸食能力。一直以來(lái)，科學(xué)家對(duì)黑洞和周圍環(huán)境的相互作用缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，相互作用的機(jī)制有待深入研究。黑洞通過(guò)吞噬周圍的物質(zhì)得到了成長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)，“塵埃風(fēng)”的形成無(wú)疑為黑洞的成長(zhǎng)機(jī)制添加了一大因素。科學(xué)團(tuán)隊(duì)在研究活動(dòng)星系核NGC3783中心區(qū)域的特征時(shí)使用了由單體望遠(yuǎn)鏡組成的陣列，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的組合得到了更高的分辨率，相當(dāng)于一個(gè)直徑為130米的超大型望遠(yuǎn)鏡。

馬克斯·普朗克研究所之射電天文學(xué)所的格爾徳·魏格特是科學(xué)團(tuán)隊(duì)的一名成員，他解釋說(shuō)通過(guò)單元望遠(yuǎn)鏡的組合增強(qiáng)了觀測(cè)的靈敏性，有干涉儀功能的大型望遠(yuǎn)鏡能夠收集微弱的發(fā)光物體發(fā)射的光線，組合望遠(yuǎn)鏡有非常遠(yuǎn)的觀測(cè)距離，從太陽(yáng)到地球的臨近星系，從本地星系到數(shù)千萬(wàn)光年遠(yuǎn)的遙遠(yuǎn)星系，光學(xué)和紅外線的觀測(cè)技術(shù)達(dá)到了世界的最高水準(zhǔn)?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)VLTI觀測(cè)了炙熱的塵埃，從近紅外線和8到13微米的中紅外線波段進(jìn)行了觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果可能導(dǎo)致理論模型或理論范式的轉(zhuǎn)換，推動(dòng)了人們對(duì)活動(dòng)星系核（AGN）的深入理解。大量塵埃被強(qiáng)大的輻射流推向外側(cè)?，F(xiàn)有活動(dòng)星系核的結(jié)構(gòu)模型模擬了塵埃的分布和超大質(zhì)量黑洞的成長(zhǎng)過(guò)程，然而，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)模型缺乏冷塵埃效應(yīng)的因素。

科學(xué)團(tuán)隊(duì)期待第二代VLTI的投入使用，正在加緊研制的第二代超大型的望遠(yuǎn)鏡干涉儀（VLTI）被稱為MATISSE。科學(xué)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將所有的VLT望遠(yuǎn)鏡單元組合成超大的陣列，在近紅外線和中紅外線的波段同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)，收集更多和更能揭示細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)。多個(gè)國(guó)家的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的科學(xué)家組成了合作團(tuán)隊(duì)，其中包括了加州大學(xué)的圣巴巴拉分校、英國(guó)的杜倫大學(xué)、德國(guó)的基爾大學(xué)、馬克斯-普朗克研究所?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)觀測(cè)了宇宙塵埃，它們通常由碳酸鹽和碳纖維顆粒構(gòu)成，這些礦物質(zhì)在地球的儲(chǔ)量十分豐富。宇宙塵埃中的碳纖維顆粒很像蠟燭在燃燒之后留下的煙灰，煙灰顆粒的大小是典型的宇宙碳纖維顆粒尺寸的10倍或10倍以上。

（編譯：2021-6-24）

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