研究表明，黑洞“火山爆發(fā)”影響了大片的星際空間

最新的研究表明由黑洞釋放的氣泡已經(jīng)遍布相當(dāng)大范圍的星際空間，并且影響了數(shù)千光年外的恒星的形成。

天文學(xué)家們表示，黑洞巨大的萬(wàn)有引力效應(yīng)會(huì)使它們不斷地從周?chē)h(huán)境中吸積物質(zhì)。他們之前也記錄到了一些物質(zhì)隨后以帶電粒子噴流的形式從黑洞的兩極光速逃逸。

但是直到這項(xiàng)研究時(shí)，他們才設(shè)法詳細(xì)地記錄下這些噴射物質(zhì)是怎樣的在星際空間中擴(kuò)散了數(shù)十萬(wàn)光年的。在科學(xué)家在一份報(bào)告中指出：這個(gè)過(guò)程有點(diǎn)類似于地球上的火山噴發(fā)后火山灰云在大氣中傳播并影響到遙遠(yuǎn)的大陸的氣候。

本研究的負(fù)責(zé)人，意大利博洛尼亞大學(xué)物理與天文學(xué)系研究員瑪麗莎·布里恩扎（Marisa Brienza）說(shuō)：“我們的調(diào)查表明了這些被黑洞加速的氣泡是怎樣隨時(shí)間膨脹和變化的”?！暗拇_，它們形成了類似于地球上火山噴發(fā)而形成的火山灰云的壯觀的蘑菇狀、環(huán)狀和細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)”。

圖1 在由LOFAR和eROSITA觀測(cè)到的圖像中由Nest200047星系黑洞產(chǎn)生的氣流羽在整個(gè)星系空間中傳播（圖源：space）

得益于低頻陣列 (LOFAR) 和德國(guó)主導(dǎo)的 X 射電太空望遠(yuǎn)鏡 eROSITA 的無(wú)線電觀測(cè)，這些新發(fā)現(xiàn)成為了現(xiàn)實(shí)。

本次研究所觀測(cè)到的氣泡從一個(gè)相當(dāng)普通的星系群Nest200047的中心黑洞發(fā)出。這個(gè)位于地球2億光年外的黑洞從它的周?chē)h(huán)境中吸積物質(zhì)，同時(shí)釋放出強(qiáng)大的帶電顆粒噴流和熱氣。

本次研究中使用的世界上最大的低頻射電望遠(yuǎn)鏡LOFAR能夠使天文學(xué)家觀測(cè)到這些噴流是如何產(chǎn)生的這些氣泡，這些氣泡隨著時(shí)間的推移，在遠(yuǎn)離它們的發(fā)源地與宇宙環(huán)境內(nèi)的物體相互作用后，形態(tài)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)絲。這些觀察使用了eROSITA的圖像，這是第一臺(tái)能夠?qū)φ麄€(gè)天空的 X 射線輻射進(jìn)行成像的天基望遠(yuǎn)鏡。

荷蘭射電天文研究所的蒂莫西·希姆威爾（Timothy Shimwell）在一份聲明中說(shuō)：“多年以來(lái)，研究者們一直在嘗試弄清楚黑洞可以影響到周?chē)啻蟮目臻g”,“我們?yōu)檫@個(gè)難以置信的系統(tǒng)所創(chuàng)造的圖像顯示黑洞影響的范圍大的驚人”。黑洞不僅僅影響母星系，它還會(huì)對(duì)包含有數(shù)百個(gè)星系的廣闊星際環(huán)境造成影響，黑洞影響了這些星系的方方面面，比如恒星形成這些星系的速度會(huì)受到影響。

LOFAR望遠(yuǎn)鏡，這是一個(gè)由數(shù)萬(wàn)個(gè)遍布?xì)W洲但是主要位于荷蘭的射電天線陣組成的網(wǎng)絡(luò)，可以讓天文學(xué)家以相當(dāng)高的分辨率掃描天空中相當(dāng)大的區(qū)域。LOFAR望遠(yuǎn)鏡曾經(jīng)捕獲到遙遠(yuǎn)星系的最具細(xì)節(jié)的照片和它們釋放的等離子噴流。

本篇文章的共同作者，荷蘭萊頓大學(xué)的天文學(xué)家哈布·羅特格林（Huub Rottgering）在一份聲明中說(shuō)：“這又是一個(gè)利用LOFAR望遠(yuǎn)鏡所取得的不可思議的科學(xué)突破，它開(kāi)辟了一條會(huì)被積極追求的新研究方式?！?/p>

相關(guān)知識(shí)

黑洞是時(shí)空展現(xiàn)出極端強(qiáng)大的引力，以致于所有粒子、甚至光這樣的電磁輻射都不能逃逸的區(qū)域。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)，足夠緊密的質(zhì)量可以扭曲時(shí)空，形成黑洞；不可能從該區(qū)域逃離的邊界稱為事件視界。雖然，事件視界對(duì)穿越它的物體的命運(yùn)和情況有巨大影響，但對(duì)該地區(qū)的觀測(cè)似乎未能探測(cè)到任何特征。在許多方面，黑洞就像一個(gè)理想的黑體，它不反光。

BY: Tereza Pultarova

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