X射線探測器觀測到巨型黑洞蘇醒，向星暴星系發(fā)射高能噴流

IT之家3月18日消息，美國宇航局（NASA）與日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）聯(lián)合開展的 XRISM 任務(wù)，在一個遙遠(yuǎn)的“星暴”星系中，觀測到了一個巨型黑洞正在蘇醒。

X射線探測器觀測到巨型黑洞蘇醒

這項研究對黑洞科學(xué)具有革命性意義，因為其首次直接觀測到黑洞產(chǎn)生的“風(fēng)”開始塑造整個星系的關(guān)鍵階段。

這個超大質(zhì)量黑洞強(qiáng)大外流的“啟動”，有助于科學(xué)家更好地理解這些宇宙巨獸及其噴發(fā)的高能物質(zhì)風(fēng)如何影響宿主星系，以及星系與其中心占據(jù)主導(dǎo)地位的超大質(zhì)量黑洞如何協(xié)同演化。

據(jù)IT之家了解，研究團(tuán)隊利用 XRISM（X 射線成像光譜任務(wù)）及其搭載的精密 X 射線光譜儀器，對超大質(zhì)量黑洞 IRAS 05189-2524展開研究。結(jié)果顯示，黑洞附近噴射出類似“高能子彈”的外流物質(zhì)，速度高達(dá)光速的14% 左右。

團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，這些黑洞“高能子彈”攜帶的能量，是該遙遠(yuǎn)星系中慢速分子風(fēng)的100倍。該星系是近期一次合并的產(chǎn)物，目前正處于劇烈的恒星形成階段。

這些外流的高能特性表明，它們足以改變該星系的演化軌跡。該星系由兩個前身星系合并而成，星系碰撞帶來了大量氣體與塵埃，觸發(fā)了劇烈的恒星形成活動，即“星暴”。

然而，大部分氣體向星系中心及其超大質(zhì)量黑洞流動，在黑洞周圍形成扁平旋轉(zhuǎn)的“吸積盤”。這個質(zhì)量約為太陽4.2億倍的超大質(zhì)量黑洞，其強(qiáng)大引力會在吸積盤中產(chǎn)生劇烈潮汐力，使其發(fā)出耀眼光芒。

這一區(qū)域被稱為活動星系核（AGN），在地球上觀測到的明亮輻射即為類星體。

黑洞向星暴星系發(fā)射高能噴流

不過，吸積盤中的物質(zhì)并非全部被黑洞吞噬。部分物質(zhì)被導(dǎo)向黑洞兩極，以強(qiáng)大噴流的形式噴射而出；還有部分物質(zhì)被黑洞高能風(fēng)吹散。

這些過程會將氣體和塵埃推離活動星系核，使黑洞“斷糧”，同時也讓整個宿主星系失去造星原料，最終通過切斷恒星形成“扼殺”星系，使其進(jìn)入平靜階段，演化為穩(wěn)定的橢圓星系，不再產(chǎn)生新恒星，黑洞也隨之沉寂。

IRAS 05189-2524正處于合并晚期，既有活躍的星暴活動，中心又有處于活動星系核狀態(tài)的超大質(zhì)量黑洞，為科學(xué)家研究這一過程提供了獨(dú)一無二的機(jī)會。

科學(xué)家不僅詳細(xì)觀測了這些黑洞“高能子彈”，還發(fā)現(xiàn)該超大質(zhì)量黑洞仍在瘋狂吞噬物質(zhì)，其劇烈吸積速率已接近此類黑洞的理論極限。團(tuán)隊預(yù)計，黑洞的物質(zhì)外流將進(jìn)一步增強(qiáng)，最終熄滅該星系的恒星形成活動。

研究人員希望借助 XRISM 繼續(xù)深入觀測 IRAS 05189-2524，并通過即將發(fā)射的“新雅典娜”（NewAthena）空間望遠(yuǎn)鏡收集更多數(shù)據(jù)，該望遠(yuǎn)鏡將成為有史以來最大的 X 射線天文臺。

這些最新成果即將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報》的特刊中。