超大質量黑洞噴發 覆蓋面積達16個滿月大小

超大黑洞示意圖。（ShutterStock）

最近，天文學家拍攝了距離地球最近的活動星系核的等離子體噴發圖像。這是目前最全面的活動星系核射電電輻射圖像。

活動星系核是由於星系中心的超大質量黑洞在大量吞噬周圍的星際物質，從而產生巨大的能量，並將一部份周圍的物質變成等離子體以接近光速的及高速度噴射出去。噴發出的等離子體會逐漸擴散，覆蓋周圍很大一片宇宙區域。

這次拍攝的等離子體噴發來自於半人馬座A星系中心的超大質量黑洞。半人馬座A星系是離地球最近的活動星系核，距離我們大約1200萬光年。由於中央黑洞產生的巨大能量，它也是夜空中第五明亮的星系。

從地球上看，半人馬座A的等離子體噴發現在橫跨夜空8度，相當於16個並排的滿月的大小。

新觀測是使用澳洲的默奇森寬場陣列（MWA）望遠鏡拍攝的。

論文的主要作者、來自國際射電天文學研究中心（ICRAR）、科廷大學（Curtin University）節點的本傑明·麥金利（Benjamin McKinley）博士說，這張照片揭示了活動星系核射電輻射的壯觀新細節。

「這些射電輻射來自被吸入星系中心超大質量黑洞的物質。」他在一份聲明中說，「它在黑洞周圍形成一個圓盤，當物質靠近黑洞時被撕裂，圓盤兩側形成強大的噴流，將大部份物質噴射回太空，距離可能超過一百萬光年。「

「以前的無線電觀測無法處理噴流的極端亮度，星系周圍更大區域的細節被扭曲，但我們的新圖像克服了這些限制。」麥金利補充說，「我們可以從半人馬座A學到很多東西，因為它離我們很近，我們可以看到它的細節。不僅在無線電波長，而且在所有其他波長的光中也是如此。在這項研究中，我們已經能夠將無線電觀測與光學和 X 射線數據結合起來，幫助我們更好地了解這些超大質量黑洞的物理特性。」

來自意大利國家天體物理研究所的天體物理學家馬西莫·加斯帕裏（Massimo Gaspari）博士說，這項研究證實了一種被稱為「混沌冷吸積」的新理論。

加斯帕裏說：「在這個模型中，冷氣體雲在星系暈中凝結，然後下雨到中心區域，為超大質量黑洞提供能量。」

「在這場雨的觸發下，黑洞通過射電噴流將能量發射回來，從而使我們在射電圖像中看到的壯觀的瓣膨脹，從而產生了強烈的反應。這項研究是第一個在全尺度範圍內如此詳細地探討多相混沌冷吸積天氣的研究之一。」加斯帕裏總結道。

麥金利博士指出，星系在中心顯得更亮，那裏更活躍，有很多能量。

「然後越往外它會變得越暗，因為能量已經損耗掉了，它就安定下來」，麥金利說，「但是有一些有趣的特徵，帶電粒子重新加速並與強磁場相互作用。」

MWA主任史蒂文·廷蓋（Steven Tingay）教授表示，這項研究之所以成為可能，是因為該望遠鏡具有極寬的視場、極好的無線電靜默位置和出色的靈敏度。

「MWA是平方公里陣列（SKA）的前置項目。SKA是一項全球倡議，旨在在西澳洲和南非建造世界上最大的射電望遠鏡，」廷蓋說，「廣闊的視野以及因此我們可以收集的大量數據，意味著每次MWA觀測的潛力都非常高。這為實現更大的SKA邁出了奇妙的一步。」

這項研究的論文發表在12月22日的《自然天文學》雜誌上。#

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