美國宇航局平流層紅外天文觀測站的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個奇怪黑洞，它正在以一種通常與新生恒星相關(guān)的方式改變其星系環(huán)境。天文學(xué)家通過搜索被稱為電離碳恒星加熱氣體的特征，用來研究非常遙遠星系中的恒星是如何形成，但是發(fā)現(xiàn)活躍的黑洞也可以加熱這種氣體。

這些結(jié)果與長期持有的理解相矛盾，即在遙遠星系中產(chǎn)生電離碳的能量僅來自恒星形成。這一發(fā)現(xiàn)迫使科學(xué)家們重新評估黑洞對星系及其內(nèi)部恒星的影響。

黑洞天生就很奇怪，引力如此之強，任何東西都無法逃脫，甚至光也不能逃脫。由于活躍的黑洞消耗氣體和塵埃，其中一些物質(zhì)作為高能粒子和輻射的射流向外發(fā)射。通常這些噴流垂直于宿主星系，但美國宇航局紅外天文平流層天文臺發(fā)現(xiàn)了一種直接射向其星系的噴流。這股噴流正在加熱星系中心周圍的氣體，這是恒星誕生的特征。這促使科學(xué)家們重新評估關(guān)于與嬰兒恒星相關(guān)關(guān)鍵氣體的想法，以及關(guān)于黑洞如何影響其宿主星系的普遍看法。

德國海德堡馬克斯普朗克天文研究所的科學(xué)家Irina Smirnova-Pinchukova說：黑洞的噴射方向非常奇特，就像新生恒星一樣，它以同樣的方式改變了周圍環(huán)境，但是恒星本身并不能導(dǎo)致我們所觀察到的東西。恒星在塵埃和氣體云深處誕生，這一過程在可見光下隱藏在我們的視線之外。但是紅外光，肉睛看不見，可以穿透這些云。例如，美國宇航局平流層紅外天文觀測站（SOFIA）使用紅外光來研究恒星是如何誕生的，其研究結(jié)果發(fā)表在《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。

但即使使用強大的望遠鏡，天文學(xué)家也無法看到極遠星系中新生恒星那樣的細節(jié)。取而代之的是，天文學(xué)家們尋找被稱為電離碳新生恒星加熱的氣體特征，由于電離碳經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)與新生恒星有關(guān)，科學(xué)家們經(jīng)常假設(shè)當(dāng)在遙遠的星系中發(fā)現(xiàn)氣體時，恒星正在形成。但是，當(dāng)科學(xué)家們研究了五個有活躍黑洞的星系時，發(fā)現(xiàn)，恒星誕生速率最低的那個星系含有最多電離碳。事實上，與其他大小和組成相似的星系相比，數(shù)量要多出10倍。但是恒星的出生率非常低，只能產(chǎn)生檢測到的氣體的25%。

換句話說，僅憑新生恒星不能解釋電離碳的豐富程度，對于這個重要的化學(xué)特征，一定有其他的解釋。研究小組使用了索菲亞名為“場成像遠紅外線光譜儀”(Fifi-LS)的儀器來仔細研究這個星系HE 1353-1917。usra的Randolph Kline支持觀測準(zhǔn)備和執(zhí)行，協(xié)助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞的噴射直接向銀河系發(fā)射輻射，而不是向其周圍的空間發(fā)射輻射。大部分電離碳都集中在星系活躍的黑洞附近，這表明氣體神秘來源是黑洞噴射產(chǎn)生的強烈輻射。這與長期以來的假設(shè)相矛盾，即電離碳主要是新生恒星的特征。

如果沒有對附近星系的大量觀察，可能找不到這樣的例外情況，即黑洞是電離碳源。這種氣體是天文學(xué)家用來研究極遠星系的最重要工具之一，這些星系不能非常詳細地觀察到。來自附近星系的信息，例如黑洞如何產(chǎn)生電離碳并影響星系隨后的演化，對于理解來自其他天文臺的數(shù)據(jù)至關(guān)重要，這些天文臺包括智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)天文臺?，F(xiàn)在科學(xué)家們知道，遙遠星系中高水平的電離碳可能不僅表明許多恒星正在誕生，而且可能是黑洞噴流導(dǎo)致了相同類型的化學(xué)特征。

博科園｜研究/來自：高?？臻g研究協(xié)會

參考期刊《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

DOI: 10.1051/0004-6361/201935577

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