科学|黑洞吞噬的物质和光,消失在事件视界内,半径可达300光年!


通常黑洞排出的物质比所捕获的物质多一千倍 , 同时控制喷射流和捕获的机制是黑洞吸积盘 , 这是一种由气体和尘埃组成的巨大质量盘 , 以极高的速度围绕黑洞旋转 。 吸积盘是高热的 , 会发出光和其他形式的电磁辐射 。 轨道物质的一部分被拉向中心 , 消失在事件视界内 , 事件视界是物质和光都无法逃脱的临界点 , 另一个更大的部分被吸积盘本身发射的辐射的压力推得更远 。

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每个星系都被认为在其中心有一个超大质量黑洞 , 但并不是所有的星系都有或仍然有吸积盘 。 那些这样的星系被称为活动星系 , 因为它们有活动的星系核 。 传统模型假设积聚在活动星系中心区域的物质有两个阶段:由核喷射出的物质高速电离气体流出 , 以及可能流入核的较慢分子 。 巴西圣保罗大学天文、地球物理和大气科学研究所(IAG-USP)博士后研究员丹尼尔·梅现在提出了一个将这两个阶段整合到一个场景中的新模型 。

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研究模型发现 , 分子相似乎与电离相具有完全不同的动力学 , 它也是流出的一部分 。 这意味着有更多的物质被从中心吹走 , 活动星系核在整个星系的结构中发挥着更重要的作用 , 其研究发现发表在《皇家天文学会月刊》上 。 研究人员根据对两个活跃星系的研究确定了这种模式:NGC1068和NGC4151 , NGC代表新的星云和星团总目录 , 建立于19世纪末 。 使用高度细致的图像处理方法 , 在两个非常不同的星系中发现了相同模式 。
半径可达300光年
现在大多数天文学家都对研究非常大的数据集感兴趣 , 而本研究的方法正好相反 , 以一种几乎是手工的方式研究了这两个的个体特征 。 新的研究表明 , 最初星系中心区域的分子气云坍塌并激活了核心 , 形成了吸积盘 。 吸积盘发出的光子温度达到100万摄氏度左右 , 将大部分气体向外推了很长一段距离 , 而一小部分气体被圆盘吸收 , 最终坠入黑洞 。

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当云团被吸入圆盘时 , 会形成两个不同的相:一个是由于暴露在圆盘上而电离的 , 另一个是分子的 , 被它的辐射遮蔽了 。 研究发现分子部分完全与电离部分联系在一起 , 这就是所谓的流出 。 研究将气体的两个相联系起来 , 之前被认为是不相连的 , 并将它们的形态符合单一的情景 。 电离气体来自于这种分子气体的碎裂 , 当它碎裂时 , 它会在一个半径可达300光年的不断膨胀热泡中被推得更远 。

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为了便于比较 , 值得一提的是 , 这几乎是地球到比邻星距离的70倍 , 比邻星是距离太阳系最近的恒星 。 当研究人员观察这两个星系的中心区域时 , 看到了这个巨大的气泡轮廓 , 分子壁勾勒出了它的轮廓 。 分子壁碎裂 , 电离气体被驱逐出去 , 吸积盘看起来是一个极其明亮的亮点 。 从它到达我们的所有信息都与一个像素相对应 , 所以没有足够的分辨率来辨别它可能的部分 , 只从黑洞的影响知道黑洞 。 在古代宇宙中有更多的可用气体 , 所以像那样的过程影响更强烈 。

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研究在相对较近的星系(如NGC1068和NGC4151)中观察到的是发生在较远星系过程的一种温和形式 , 这些星系在遥远过去的活动核现在被探测到是类星体 。


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