科学家发现银河系中央超大质量黑洞：已600万年未“进食”

猴哥

北京时间3月13日消息，据国外媒体报道，哈勃望远镜的观测数据显示，银河系中央的超大质量黑洞已有近600万年不曾“进食”了。上一次“用餐”时，该黑洞吞下了大量气体，结果打了一个大大的“嗝”，吐出了相当于200万颗太阳质量的巨大“气泡”。
从那时起，这一黑洞就再也没有享受过这样的“美餐”，只不过时不时来点“零食”塞牙缝。但在上次大餐后，黑洞中的物质仍在不断外涌，在银河系中央上下翻腾涌动。其中还包含以每小时320万公里的时速在气泡间劲吹的“冷气”。
NASA的费米伽马射线太空望远镜于2010年首次观测到了“费米气泡”现象。如今有了哈勃望远镜提供的观测结果，研究人员便能够更好地了解这些气泡的成分与形成过程。

▲研究人员分析了哈勃望远镜的宇宙起源频谱仪对北侧气泡的观测结果，其中包含47颗遥远的类星体，正是它们构成了银河系明亮的中心部位。

▲从那时起，这一黑洞就再也没有享受过这样的“美餐”，只不过时不时来点“零食”塞牙缝。但在上次大餐后，黑洞中的物质仍在不断外涌，在银河系中央上下翻腾涌动。其中还包含以每小时320万公里的时速在气泡间劲吹的“冷气”。
“我们首次得以追踪冷气在某个气泡中的运动轨迹，测定气体的运动速度，并计算出气泡的形成时间。”该研究的主要作者、麻省理工学院隆蒙·波多洛伊（Rongmon Bordoloi）表示。“我们发现，600至900万年前发生了一次非常猛烈、能量极高的事件。一团气体飘进了黑洞中，导致黑洞喷射出大量物质，形成了我们通过X射线和伽马射线观测到的两团炽热气体。在此之后，黑洞就再未吞下过这么多物质。”
此前一项研究认为，这些气泡约形成于200万年前。它们是由被加热到极高温后沿着黑洞旋转轴向外逃逸的气体形成的。研究人员分析了哈勃望远镜的宇宙起源频谱仪对北侧气泡的观测结果，其中包含47颗遥远的类星体，正是它们构成了银河系明亮的中心部位。
北侧气泡一直延伸到银河系上方2.3万光年处，光线穿过气泡时，便可让我们了解气泡的速度、成分与温度等信息。分析结果显示，气泡内部温度约高达17700华氏度（约合9815摄氏度）。此外，气泡中还包含温度高达1800万华氏度（约合1000万摄氏度）的“极热气体”。
研究人员指出，气泡间的较低温气体也许是来自银河系星盘的星际气体,气体云中包含硅和碳元素，说明这是恒星演化过程残留下的物质，这些较低温气体的运行时速达每小时320万公里，两个气泡间的气体质量相当于200万个太阳。“我们已经在其它星系中追踪到了从黑洞中涌出的物质，但始终未能记录下这些气体的运动轨迹,而我们身处银河系中，有着绝佳的视角，因此能够绘制出银河系中央黑洞外涌物质的运动学构造。”
这几位科学家曾在2015年研究过费米气泡，分析了一颗类星体发出的、射入气泡底部的光线。如今，他们又对这些气泡的成分和演化过程有了进一步了解,“哈勃望远镜提供的数据为我们研究费米气泡提供了崭新的视角。”该研究的共同作者、巴尔的摩太空望远镜科学研究所的安德鲁·福克斯（Andrew Fox）指出。“在此之前，我们只知道它们的体积和辐射剂量。如今，我们又了解了它们的运行速度和化学成分。这是一项重大进展。”
此外，研究人员称哈勃望远镜的观测结果使他们得以证实费米气泡的存在和起源,“我们不可能从地面上开展这一观测，因为只有紫外线频谱仪才能探测到这些化学元素的印记，所以只能在太空中完成。只有宇宙起源频谱仪具备观测所需的波长范围、敏感度和光谱分辨率。”