科學家捕獲隱藏在宇宙“光環(huán)”中的超大質(zhì)量黑洞

據(jù)CNET報道，在周三發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，研究人員宣布，他們已發(fā)現(xiàn)一個質(zhì)量約為太陽1500萬倍、距離地球4700萬光年的超大質(zhì)量黑洞，其隱藏在宇宙“光環(huán)”中。 這個黑洞就在Messier 77星系的中心，這個內(nèi)向的深淵被厚厚的宇宙塵埃光環(huán)所遮擋，成為一種巨大的“遮光幕布”。這個“光環(huán)”隱藏了這個危險的空洞，同時它也做著危險空洞所做的事情：吞噬附近的粒子，然后以近乎光速的形式將它們吐出，形成閃閃發(fā)光的噴流。

這種“隱藏”本身就是一個奇觀，但最重要的是，它可能有助于解決天文學中一個長期存在的難題。

多年來，天文學家們推測，像Messier 77這樣的星系中心的高能黑洞（又稱活躍星系核或AGNs）具有相同的一般結(jié)構(gòu)。這些星系的控制中心被認為是被吸積盤所包圍，或者說是由粒子組成的“甜甜圈”緩慢地落入虛空，并發(fā)出標志性的噴流。在所謂的統(tǒng)一AGN模型中，該結(jié)構(gòu)還包括一個圍繞著整個AGN的巨大塵埃環(huán)，就像隱藏在Messier 77的巨大深淵中的那個。

但是退一步說，科學家們認為，如果所有AGNs上都有這樣的噴流，那么每個AGN都應該用難以置信的發(fā)光來淹沒天空。然而，專家們發(fā)現(xiàn)，有些AGNs并不是這樣發(fā)亮。一些AGN出人意料地更加暗淡，就像Messier 77的AGN，盡管它們有巨大的、快速的洪流，但發(fā)出的光卻比較暗淡。事實上，這種差異是如此明顯，以至于強大的星系中心根據(jù)不同的亮度被劃分為不同的類型。

這就是AGN塵埃環(huán)的作用?？茖W家們相信，當我們從地球上觀看時，宇宙云會影響到這些現(xiàn)象在我們地球上的發(fā)光程度?；旧?，根據(jù)望遠鏡的視線角度，AGN的外殼可以阻擋部分基于噴射的光線。

盡管如此，統(tǒng)一模型還沒有被完全證明，而且一個令人震驚的問題仍然存在。這樣一個環(huán)的密度是否足以完全遮蔽黑洞噴流，為超大質(zhì)量的空洞提供完全的孤獨感？新研究背后的團隊說，是的。他們在Messier 77中觀察到的AGN甚至有一個厚厚的塵埃“幕”，它掩蓋了該星系的整個巨大的空洞，使其發(fā)光變暗，這為統(tǒng)一模型提供了具體證據(jù)。

荷蘭萊頓大學的天文學家、該研究的主要作者Violeta Gámez Rosas在一份聲明中說：“塵埃云的真實性質(zhì)以及它們在‘喂養(yǎng)’黑洞和決定從地球上看它的樣子方面的作用，是過去三十年來AGN研究的核心問題。雖然沒有一個結(jié)果會解決我們所有的問題，但我們在理解AGNs如何工作方面邁出了重要的一步。”

為了觀察潛伏在Messier 77中的黑洞，Gámez Rosas和團隊利用了歐洲南方天文臺的Multi AperTure中紅外光譜實驗等高科技設備，這是一個安裝在該組織的甚大望遠鏡干涉儀上的設備。

“MATISSE可以看到廣泛的紅外波長，這讓我們可以看透塵埃，準確地測量溫度，”共同作者、萊頓大學教授 Walter Jaffe,在一份聲明中說，“因為VLTI實際上是一個非常大的干涉儀，我們有足夠的分辨率，甚至可以看到像Messier 77那樣遠的星系中發(fā)生的事情。”

在將溫度數(shù)據(jù)與Messier 77中心黑洞周圍的塵埃的光吸收圖結(jié)合起來之后，研究人員描繪出了一幅非常詳細的遮蔽虛空的光暈圖。

Gámez Rosas補充說：“我們的結(jié)果應該能讓我們更好地理解AGNs的內(nèi)部運作。它們還可以幫助我們更好地了解銀河系的歷史，因為銀河系的中心有一個超大質(zhì)量的黑洞，在過去可能是活躍的。 ”