研究人员发现,与这些风相关的能量大约是早期估计值的100倍,这表明黑洞能够在真正巨大的尺度上影响广阔的太空区域。
“黑洞主要因吸入物质而闻名,但它们也会以强风的形式喷射气体,”东北大学前沿科学跨学科研究所(FRIS)助理教授山田智史说。“这些风过去被认为局限在星系内,但我们的研究表明,这种力量比以前所了解的要强大得多。”
XRISM近距离观测遥远类星体
山田及其同事,包括来自金泽大学和东京都立大学等机构的研究人员,使用X射线天文卫星XRISM研究了类星体H1821+643。该天体位于天龙座,距离地球约34亿光年。
类星体是异常明亮的宇宙天体,由积极吞噬气体的超大质量黑洞驱动。当物质落入黑洞时,会释放出巨大的能量,使得类星体在极远的距离上也能被观测到。
H1821+643中心快速生长的黑洞位于一个星系团内。在那里,它搅动着周围发出X射线的热气体。为了测量这些气体的运动方式,研究人员分析了铁离子产生的发射线。
黑洞湍流远超星系范围
XRISM的高精度测量表明,黑洞周围极热的气体远非静止不动。相反,湍流导致它在广阔的区域内剧烈扩散。
研究团队还发现,这种气流延伸到了黑洞宿主星系之外,达到了约30万光年的距离。更引人注目的是,湍流中包含的能量大约是先前估计值的100倍。
这一能量与数十亿次超新星爆发的输出相当,超新星爆发是某些恒星走到生命尽头时产生的剧烈爆炸。
“我们首次表明,黑洞通过具有惊人威力的冲击波影响更广泛的宇宙环境,”山田补充道。“黑洞是太空中气流和运动的关键驱动者,将大量能量输送到宇宙的不同区域。”
黑洞在宇宙中扮演着更大的角色
研究结果表明,超大质量黑洞不仅吞噬附近的物质。它们还能将能量和气体输送到遥远的太空中,可能有助于塑造星系和星系团周围的环境。
研究细节发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)杂志上。
未来的观测有望更JianCe地揭示黑洞如何影响其周围环境,以及物质和元素如何在宇宙的不同区域中运动。