通过跨学科的合作与交流,我们能够突破传统思维的边界,开拓新的研究领域。

——院长致词

首页 > 科学研究 > 时空

谜团解开:活跃星系中心的黑洞进食和反馈

本站发布时间:2023-11-20 16:47:46

日本国家天文台的一位资深天文学家TakumaIzumi领导的一个国际研究小组在高分辨率(约1光年)下观测到了Circinus星系的活动核,Circinus银河系是MilkyWay的一个星系主要组织这一观测是由智利的大型天文毫米/亚毫米阵列(ALMA)天文台实现的

这一突破标志着世界上第一次对包括等离子体、原子和分子在内的含硫气体中的超大质量黑洞的气体流量及其结构进行定量测量这种高分辨率使光束能够捕获流向超大质量黑洞的重力流,从而显示出这种增长流是由被称为“引力稳定性”的物理机制产生的此外,研究还发现,这种生长流的很大一部分并不能抑制黑洞的生长相反,大多数从黑洞附近排出的气体都是一种微小的流动路径,然后转向磁盘,参与到一种流向黑洞的径流中,这与水在山外的循环方式非常相似这些定义代表了在超大质量黑洞的生长机制方面取得更大进展

这些观察结果于2003年11月22日在《科学》杂志上发表

“超大质量黑洞”存在于许多星系的中心,其质量集中在太阳的伽马射线和伽马射线中但是,天文学家们一直在思考它们形成的机制根据先前的研究,一个提出的机制表明,当引力向银河系中心移动时,黑洞中的星系会被释放

当气体接近超大质量黑洞时,黑洞的张力引力球会导致气体加速气体之间的摩擦越来越大,导致气体的温度上升了数百万度,并导致光线不足知道一个活跃的星系核(AGN),它的右键可以通过星系中所有星系的组合光有趣的是,流入黑洞的部分气体(吸积流)被认为是由其活动星系核的微弱能量吹走的,从而导致外流

以前的理论和观测研究提供了从10000光年到中心几百光年的时间尺度的延迟机制的详细信息然而,气体积聚发生在距离星系中心几十光年的地方这一有限的能力进一步加深了对改进过程的理解例如,为了改善和定量黑洞的增长,有必要测量流量的增加(流入的气体数量),并确定小规模流出的气体(等离子体、原子气体、分子气体)的数量和类型不幸的是,到目前为止,观察理解还没有取得显著进展

“多相气体的观测提供了对黑洞周围模式的分布和动力学的更全面和更深入的理解,而我们的观测标志着在活动星系核中进行多相气体观测所获得的高分辨率,”soutZhumi指出

Izumi和他的同事第一次成功地捕捉到了从星系中心延伸数光年的高密度气盘中的超大黑洞长期以来,由于该地区的小规模和星系中心附近气体的复杂运动,人们一直在努力确定这种增长流然而,有研究表明,在这个位置,基态分子气体吸收了活性核的光,而活性核在背景中表现得很亮详细的分析表明,这种吸收材料正在远离地球由于吸收材料在活性核和地球之间的一侧一致,这表明月球已经成功地完全吸收了流向活性核的热量

该研究阐明了引起这种气体增积的物理机制观察到的气盘表现出实质上的引力,但通过气盘运动计算出的压力无法维持当这种情况发生时,由于重量太轻,磁盘会塌陷,形成复杂的结构,并失去了将问题保持在星系中心的能力因此,气体迅速降落到中心黑洞,在星系的顶部,现象被称为“引力不稳定性”

此外,对气流的深入定量理解为活性细胞核奠定了基础考虑到观测到的气体的密度和上升流的速度,可以计算出向黑洞提供气体的速度令人惊讶的是,这个比率被发现是维持活性细胞核所需的30倍换言之,在地球活动中心周围的1光年范围内,大部分creation流动与黑洞的生长无关

那么,这些多余的汽油去哪儿了?用ALMA观察到的低相气体具有高灵敏度,可检测到活性细胞核的流出定量分析表明,流入黑洞的大部分气体是由原子或分子流出排出的然而,由于速度太低,它们无法捕捉到黑洞的引力球,并最终返回到磁盘在那里,它们被回收到一个通向黑洞的气流中,完成了星系中心令人着迷的气体回收过程

反映这些成就TakumaIzumiter说,“在持续生长的超大质量黑洞,特别是第二相气体中,以及供应商自己对其生长机制的加密之后,仅在两年内就检测到了该地区的流入和流出,这是为进一步了解超大质量黑洞而努力取得的重大成就。”展望未来,他继续说道“为了更好地理解宇宙史上超大质量黑洞的巨大规模,有必要对我们地球上的各种类型的超大质量黑洞进行研究。这需要高分辨率和高灵敏度的观测,我们对ALMA的持续使用以及下一代的新型伽马干涉仪抱有很高的期望”


来源:

Materials provided by
Tohoku University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Takuma Izumi, Keiichi Wada, Masatoshi Imanishi, Kouichiro Nakanishi, Kotaro Kohno, Yuki Kudoh, Taiki Kawamuro, Shunsuke Baba, Naoki Matsumoto, Yutaka Fujita, Konrad R. W. Tristram.
    Supermassive black hole feeding and feedback observed on subparsec scales. Science, 2023; 382 (6670): 554 DOI: 10.1126/science.adf0569

排行榜

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567

备案号:京ICP备2023036195号-1

地址:北京市丰台区南三环西路16号2号楼

地址:山东省济南市历城区唐冶绿地汇中心36号楼

电话: 400-635-0567