射电望远镜ALMA发现正在成长中的黑洞

文章作者:admin | 2016-07-16
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据国外媒体报道,近日,天文学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA)在距离地球7000万光年的星系中央发现了一道冰冷稠密的气体。这道非同寻常的旋涡型气体或许给天文学长期以来的未解难题提供了新线索——即超大质量黑洞是如何成长的。由查尔姆斯理工大学射电天文学教授Susanne Aalto带领的天文学家团队使用ALMA在距离地球7000万光年位于波江座的NGC 1377星系中央发现了一个特殊的结构,Aalto表示,我们先前对该星系十分好奇是由于该星系的中央非常明亮且被尘埃笼罩着。

我们没有预料到的是从星系核心发射出狭长的喷气流。ALMA的观测显示,这道气流长约500光年,宽则小于60光年,速度至少800,000千米/小时。大多数星系中央都有一个超大质量黑洞,这些黑洞的质量在几百万至数十亿太阳质量不等。它们究竟是如何成为超大质量黑洞这个难题长久以来一直困扰着科学家们。当物质落入黑洞时,通常可以用望远镜直接观测到黑洞的存在,这个过程被天文学家称为“吸积”,高速移动的物质通常是黑洞正在吸积物质的典型标志。NGC 1377星系的喷流表明了超大质量黑洞的存在,但它能告诉我们的不止这些。

同样来自查尔姆斯理工大学的Francesco Costagliola表示,我们通常看到产生于星系中央的喷流都是狭窄而炽热的等离子体,而这次发现的气流却是冰冷的,而且它的光线是来自稠密的气体分子。这些喷流的质量大约为太阳质量的200万倍,历时约50万年。在这短暂而剧烈的星系进化过程中,其中心的超大质量黑洞也迅速成长着。来自威斯康星大学的团队成员Jay Gallagher表示,能产生强大喷流的黑洞通常都是通过吸积炽热的等离子气体缓慢成长,而NGC 1377中的黑洞则是通过吸积冰冷的气体和尘埃得以迅速成长。

喷流中气体分子的运动同样令天文学家们感到惊讶。ALMA观测到的喷流就像花园喷洒器喷射出的水流一样向外旋进。团队成员Sebastien Muller表示,这个现象可能是由于不均匀气流朝向黑洞运行导致的,还有可能是这个星系中央有两个相互环绕运转的超大质量黑洞。

Aalto表示,如果没有ALMA的帮助,我们不可能发现这个了不起的现象。ALMA对冰冷气体独特的探测和测量功能对我们了解星系及黑洞起到了革命性的变革。在NGC 1377星系中,我们见证了星系进化过程中的一个短暂阶段,这将有助于我们了解超大质量黑洞最迅速、最重要的成长阶段,以及宇宙中星系的生命周期。

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