艺术家的印象:螺旋风在磁场的帮助下帮助ESO320G030宇宙岛中的超大质量黑洞成长。
在这幅图中,宇宙岛的核心由稠密气体的旋转风主导,该风从宇宙岛中心的隐藏的超大质量黑洞向外引导。
用ALMA望远镜测量了氰化氢分子发出的光追踪到的气体运动。
/M.D.Gorski/Aaron M.Geller,西北大学,CIERA,天体物理学跨学科探索与研究中心据查尔默斯理工大学:超大质量黑洞给地球各地的天文学家带来了尚未回答的问题,尤其是它们是如何长得这么大的?现在,一个国际天文学家团队,包括瑞典查尔默斯理工大学的研究人员,发现了一种强大的旋转磁风,他们认为这种风有助于宇宙岛中心超大质量黑洞的生长。
在附近宇宙岛ESO320G030的ALMA望远镜的帮助下,漩涡风揭示了黑洞的生长和太阳的诞生都涉及类似的过程。
这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上的论文ESO 320G030中壮观的银河系级磁流体动力风中。
包括我们银河系在内的大多数宇宙岛的中心都有一个超大质量黑洞。
对于天文学家来说,这些令人难以置信的大质量物体是如何成长为数百万或数十亿颗太阳的,这是一个长期存在的问题。
为了寻找这个秘密的线索,由马克·戈尔斯基西北大学和查尔莫斯和苏珊娜·阿尔托查尔莫斯领导的一个科学家团队选择研究相对较近的宇宙岛ESO320G030,距离仅1.2亿光年。
它是一个非常活跃的宇宙岛,形成太阳的速度是我们银河系的10倍。
由于这个宇宙岛在红外波段非常璀璨,望远镜能分辨出其中心的引人注目的详情。
我们想测量宇宙岛核心风携带的分子发出的光,希望追踪风是如何由一个正在增长或即将增长的超大质量黑洞发射的。
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查尔默斯理工大学射电天文学教授阿尔托说:通过使用ALMA,我们能够研究来自厚厚的尘埃和气体层后面的光。
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为了尽可能接近中心黑洞的致密气体,科学家们研究了氰化氢HCN分子发出的光。
由于ALMA能够利用多普勒效应对气体中的精细详情进行成像并追踪气体的运动,他们发现了表明存在磁化旋转风的模式。
当宇宙岛中心的其他风和喷流将物质从超大质量黑洞中推开时,新发现的风增加了另一个过程,它能为黑洞提供能量并帮助其生长。
我们能看到风是如何形成螺旋结构的,从宇宙岛中心滚滚而出。
当我们测量向外流动的物质的旋转、质量和速度时,我们惊讶地发现,我们能排除对风的力量的许多解释,例如太阳的形成。
阿尔托说:相反,向外流动可能是由气体流入提供动力的,并且似乎是由磁场保持在一起的。
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科学家们认为旋转的磁风有助于黑洞的生长。
物质在黑洞落入之前就在黑洞周围流动——就像排水沟周围的水一样。
接近黑洞的物质聚集在一个混乱、旋转的圆盘中。
在那里,磁场进展并变得更强。
磁场有助于将物质从宇宙岛中带走,从而产生螺旋风。
物质被风吹走也会减缓旋转的圆盘——这意味着物质能更容易地流入黑洞,将涓涓细流变成溪流。
对戈尔斯基来说,这种情况的发生方式让人想起了宇宙中一个小得多的环境:气体和尘埃的漩涡导致了新太阳和行星的诞生。
戈尔斯基说:众所周知,太阳在进化的第一阶段是在旋转风的帮助下生长的,旋转风是由磁场加速的,就像这个宇宙岛中的风一样。
我们的观测表明,超大质量黑洞和微小太阳能通过类似的过程生长,但规模非常不同。
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这一发现能成为解开超大质量黑洞如何生长谜团的线索吗?未来,戈尔斯基、阿尔托和他们的同事希望研究其他宇宙岛,这些宇宙岛的中心可能隐藏着螺旋流。
关于这一过程的所有问题远没有得到回答。
在我们的观测中,我们看到了旋转风的明确证据,它有助于调节宇宙岛中心黑洞的生长。
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戈尔斯基问道:既然我们知道该寻找什么,下一步就是找出这种现象有多普遍。
如果这是所有拥有超大质量黑洞的宇宙岛都要经历的阶段,那么它们接下来会发生什么?。
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