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【转载】20亿光年外黑洞喷涌星系飓风:速度达光速1/3  

2015-02-27 12:20:52|  分类: 【科学探索】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美国宇航局的“核分光望远镜阵列”(NuSTAR)以及欧空局的XMM-牛顿空间望远镜近日观测到从一个超大质量黑洞向四周喷涌而出的强大“飓风”。


科学探索

 
艺术示意图:星系NGC 3783。观测显示这个星系核心的超大质量黑洞正向外喷射强大的星系风
 

  艺术示意图:星系NGC 3783。观测显示这个星系核心的超大质量黑洞正向外喷射强大的星系风

 

位于星系核心的超大质量黑洞会发出剧烈的辐射和超高速星系风。美国宇航局的“核分光望远镜阵列”(NuSTAR)以及欧空局的XMM-牛顿空间望远镜近日观测到从一个超大质量黑洞向四周喷涌而出的强大“飓风”
 

  位于星系核心的超大质量黑洞会发出剧烈的辐射和超高速星系风。美国宇航局的“核分光望远镜阵列”(NuSTAR)以及欧空局的XMM-牛顿空间望远镜近日观测到从一个超大质量黑洞向四周喷涌而出的强大“飓风”

 

NuSTAR和XMM-牛顿望远镜在2013年以及2014年间先后5次对PDS 456进行了同步观测。这两台空间望远镜的观测结果是互补的:XMM-牛顿望远镜主要观测低能X射线波段,而NuSTAR则主要针对高能X射线波段
 

  NuSTAR和XMM-牛顿望远镜在2013年以及2014年间先后5次对PDS 456进行了同步观测。这两台空间望远镜的观测结果是互补的:XMM-牛顿望远镜主要观测低能X射线波段,而NuSTAR则主要针对高能X射线波段

 

  北京时间2月26日消息,据英国《每日邮报》报道,这或许是有史以来最为强大的“飓风”——甚至强大到足以迫使一个星系停止产生新的恒星。

  美国宇航局的“核分光望远镜阵列”(NuSTAR)以及欧空局的XMM-牛顿空间望远镜近日观测到从一个超大质量黑洞向四周喷涌而出的强大“飓风”。天文学家们此前便已经怀疑这类星系“飓风”的存在,但通过此次观测,研究人员得以确认这种“飓风”的强度足以让黑洞的宿主星系停止制造新恒星的过程。

  美国加州理工学院的菲奥娜·哈里森(Fiona Harrison)是这项研究的主要负责人,她表示:“我们知道位于星系核心的黑洞会以周遭物质为食,并且在这一过程中会产生剧烈的星系风。我们认为这一过程能够调节星系的成长。”哈里森是NuSTAR 项目的首席科学家,也是近日在《科学》杂志上撰文介绍有关发现的论文作者之一。她说:“我们知道了这一星系风的速度,形态和规模,我们便可以估算它的强度。”

  超大质量黑洞会将物质推入其宿主星系中,同时伴随剧烈的星系风,其速度可以达到光速的1/3。而这一过程中会产生强烈的X射线辐射。

  在这项最新研究中,天文学家们选定PDS 456作为观测目标。这是一个极端明亮的黑洞,即天文学家们所称的“类星体”,距离地球超过20亿光年。该类星体正在向外发出剧烈的星风,这股星风每秒携带的能量超过1万亿个太阳辐射的能量总和。

  研究的主要作者,英国基尔大学的埃马努埃莱·纳迪尼(Emanuele Nardini)表示:“现在我们知道类星体发出的剧烈星风是星系物质损耗的主要原因之一,使星系的气体屋子供应出现短缺,而这正是制造新生恒星必须的原始材料。”

  NuSTAR和XMM-牛顿望远镜在2013年以及2014年间先后5次对PDS 456进行了同步观测。这两台空间望远镜的观测结果是互补的:XMM-牛顿望远镜主要观测低能X射线波段,而NuSTAR则主要针对高能X射线波段。

  此前的XMM-牛顿望远镜观测结果已经确认从这个黑洞存在朝向我们的星系风喷射,但无法确认在其他方向上它是否同样存在这样的星系风。XMM-牛顿望远镜还探测到了铁离子的信号,这是这股星系风所裹挟的物质之一。但它只探测到铁离子物质存在于黑洞视野的前方,它阻挡了后方的X射线观测。

  然而,当与来自NuSTAR望远镜的高能波段X射线数据相结合时,天文学家们得以分辨出散布于黑洞侧边方向的同样的铁离子信号,从而确认这股星系风的喷涌并非只朝向一个方向,而是以一种近乎球形的方式向四周全面扩散。

  诺伯特·查特尔(Norbert Schartel)是欧洲空间局的XMM-牛顿望远镜项目科学家,他表示:“这是XMM-牛顿望远镜与NuSTAR望远镜之间相互协同的一个伟大案例。这两台X射线波段的空间望远镜互为补充,让我们得以揭开宇宙狂暴一面的神秘面纱。”

  在知晓了这股星系风的分布与规模之后,研究人员现在终于可以计算这股星系风的强度并评估其对于所在星系产生新生恒星的能力所造成的影响程度了。天文学家们认 为超大质量黑洞存在于宿主星系的核心位置,两者共同演化并相互制约。对于这项结论的部分证据来自对星系核球的观测——星系核球的质量越大,其中的超大质量 黑洞也就越大。

  而这项最新的观测结果则证明了超大质量黑洞及其所产生的高速星系风会对宿主星系造成显著的影响。随着黑洞不断成长,其产生的强大星系风将大量气体物质向外推离星系内部,从而最终阻止了新生恒星的制造过程。

  由于从宇宙学的尺度上说, PDS 456距离地球相对较近,显得足够明亮,因而可以对其进行详细研究。这个黑洞给了天文学家们一个独特的视角来窥视大约100亿年前我们宇宙早期阶段的模样。在当时超大质量黑洞以及这样的超级星系风相比现在更加常见,或许正是它们参与塑造了今天我们所见的宇宙。

  这项研究的另一名合作者,美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的丹尼尔·斯特恩(Daniel Stern)表示:“对于一名天文学家而言,对PDS 456开展研究的感觉就像是一名古生物学家突然发现了一只活着的恐龙。我们得以对这样一类重要的系统开展详细研究,而一般情况下这样详细的研究对于类星体而言是不可能的,因为这类天体通常都极为遥远。”

来源:新浪科技

  更多阅读:http://www.yunzhitai.com/discovery/space/

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