山東
IT之家 6 月 7 日消息，歷經五十年探索，天文學家終于發現證據，證實銀河系中心的超大質量黑洞人馬座 A*（Sgr A*）會釋放強勁星風。這一發現，讓人類對超大質量黑洞周邊、以及銀河系核心區域的物理規律有了更為深入的認知。
據IT之家了解，科學界很早便提出假說：黑洞吞噬物質時會釋放能量，將周邊物質向外推離，這一現象被稱作黑洞風。人馬座 A * 也存在這類活動，只不過它吞噬的氣體和塵埃極其稀少，換算到人類身上，相當于每百萬年才吃下一粒米。
難題在于，科學家始終未能在銀河系中心找到黑洞風存在的實證，這也讓該謎團在天文學界縈繞了近半個世紀，而如今謎底終于揭曉。
西北大學研究員、該項目聯合負責人馬克 · 戈爾斯基在一份聲明中表示：“除非黑洞處于絕對真空環境，否則它必然會以某種方式吹出星風，而宇宙中并不存在絕對真空。借助最新觀測數據，我們首次獲得清晰影像，捕捉到了星風留下的痕跡。看著這些數據，我們確定：找到了，這就是科學界追尋了五十年的現象。”
科學界早已知曉，處于吸積狀態的黑洞會向外噴射大量物質，包括噴流與星風。墜入黑洞的物質被加速至接近光速，產生的壓力會推開后續下落的物質，黑洞風便由此形成。此前，人類在吞噬物質十分活躍的黑洞身上觀測到過這一現象，但在活躍度極低的人馬座 A * 周圍卻始終一無所獲。一方面它吞噬的物質寥寥無幾，另一方面，從地球視角來看，銀河系盤面遮擋了它的身影，這都為追蹤星風增加了極大難度。
項目另一位聯合負責人、戈爾斯基在西北大學的同事莉娜 · 穆爾奇科娃指出，研究團隊首次探測到了緊鄰人馬座 A*、為這顆超大質量黑洞供給物質的分子氣體。這也證明，人馬座 A * 和其他超大質量黑洞并無本質區別。
穆爾奇科娃補充道：“這股星風強度不算高，風向或許還會隨時間改變。這說明我們星系中心的黑洞并非特例，人類在宇宙中的居所也同樣普通。想要觀測它，視線必須穿透銀河系盤面，途中要穿過層層氣體、塵埃與電離物質，想要清晰觀測本就困難重重。”
為突破這些阻礙，研究團隊依托阿塔卡馬大型毫米波 / 亞毫米波陣列（ALMA）長達五年的深度觀測數據展開研究。這座陣列坐落于智利北部，由 66 臺射電天線組成，拍下了人馬座 A * 周邊約 3 光年內冷分子氣體迄今最清晰的影像。
影像中有一處長達 3 光年的錐形空洞，這一發現令科研團隊倍感意外。研究人員推斷，這片空洞是黑洞風中的高溫氣體掃過該區域后形成的：高溫氣體要么將冷氣體推至別處，要么將其加熱。
戈爾斯基解釋：“黑洞噴出的高溫物質無法與冷氣體共存，要么把冷氣體推開，要么將其加熱。一旦溫度過高，原本可見的冷氣體就會徹底消失。”
人馬座 A * 周邊恒星密布，恒星本身也會向外拋射物質星風，但團隊判斷，恒星風的能量不足以雕琢出如此巨大的空洞。
“這片區域出現了大范圍的物質空缺。我們測算過，形成這片空洞所需的能量，遠超周邊所有恒星能夠提供的總和。”戈爾斯基說，“顯然，能量只能來自這顆超大質量黑洞。而且從錐形空洞的形態來看，它的指向正對著黑洞。”
為進一步驗證結論，團隊又參考了美國國家航空航天局（NASA）錢德拉 X 射線太空望遠鏡對同一區域的觀測結果。
“非同尋常的發現，需要過硬的證據支撐。”戈爾斯基表示，“我們首先要排除影像偽影的可能，而錢德拉望遠鏡傳回的 X 射線影像與我們的數據完美契合，分子氣體的特征也完全對應。”
X 射線影像在冷氣體空洞區域探測到了 X 射線輻射，進一步佐證了 ALMA 陣列的觀測結論。
穆爾奇科娃談及發現過程時說道：“首次觀測到全新現象時，大家第一反應并不是‘我們有重大發現了’，而是‘我的分析是不是出了問題’。直到將兩組影像疊加比對，一切才豁然開朗。”
研究證實，相較于活動星系核這類身處明亮、動蕩區域的活躍超大質量黑洞，人馬座 A * 狀態極為平靜，但它釋放的星風威力依舊不容小覷。科學家推測，這股星風已經持續吹拂了約兩萬年。
“宇宙中絕大多數星系，在絕大部分時間里都處于低活躍狀態，只有進入劇烈活動階段時才會被我們觀測到。”穆爾奇科娃說，“研究活躍期的黑洞固然吸引人，但那并非黑洞的常態。而人馬座 A*，終于讓我們得以窺見處于平靜狀態下的黑洞樣貌。”
該研究成果已于 6 月 4 日發表在《天體物理學雜志通訊》上。
參考資料：
- https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ae63cf
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
