宇宙印象 深度科普欄目第1032期 基在NGC 1068星系的中心隱藏著一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，天文學(xué)家仍然將其從一團(tuán)環(huán)形塵埃以及氣體云中揪出，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了超大質(zhì)量黑洞在初期增長(zhǎng)快速的原因。借助阿塔卡馬射電陣列的強(qiáng)大觀測(cè)能力，科學(xué)家精確地測(cè)量黑洞周圍軌道中氣體的運(yùn)動(dòng)軌跡，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)氣體圓盤的旋轉(zhuǎn)方向不同，這說明黑洞周圍的物質(zhì)補(bǔ)給是被吞噬的，還有一些是被吐出來的。題外話，我們能夠觀測(cè)到黑洞周圍氣體精細(xì)結(jié)構(gòu)，全得益于阿塔卡馬射電陣列的高精度。 超大質(zhì)量黑洞外層氣體盤有兩種旋轉(zhuǎn)模式NGC 1068是一個(gè)比較典型的螺旋星系，在鯨魚座方向上，距離地球大約4700萬光年。在NGC 1068星系的中心有一個(gè)活躍的星系核，這是一個(gè)超大質(zhì)量黑洞。科學(xué)家之前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，NGC 1068的黑洞正在從吸積盤中吞噬物質(zhì)，吸積盤是由氣體以及塵埃所組成的旋轉(zhuǎn)圓盤。 根據(jù)我們對(duì)超大質(zhì)量黑洞的研究，在宇宙還年輕的時(shí)候，超大質(zhì)量黑洞就已經(jīng)存在了，而這個(gè)時(shí)候離超級(jí)大爆炸僅僅只有十億年。超大質(zhì)量黑洞被科學(xué)家定位為極端天體，質(zhì)量可達(dá)到太陽(yáng)的數(shù)十億倍，于是問題來了：為什么在宇宙誕生之后數(shù)十多億年為何就能出現(xiàn)超大質(zhì)量黑洞？超大質(zhì)量黑洞如何在短時(shí)間內(nèi)快速增長(zhǎng)？天文學(xué)家對(duì)這些問題都束手無策。但阿塔卡馬射電陣列發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)氣體圓盤的旋轉(zhuǎn)方向不同或可以解決這個(gè)問題。 反向旋轉(zhuǎn)的氣流是極其不穩(wěn)定的，這代表著氣體云落入黑洞的速度比在另外一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的氣體速度還要快，這說明黑洞不僅僅是吞噬周邊物質(zhì)，它還會(huì)以一個(gè)極快的速度向外噴出物體，速度大概在每秒500公里。有趣的是，黑洞所釋放的氣體可以將它隱藏起來，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也觀測(cè)不到它的位置，這可能是黑洞一個(gè)高明之處。 阿塔卡馬射電陣列的先進(jìn)之處就在于通過變焦鏡頭來觀測(cè)黑洞附近的氣體云，發(fā)現(xiàn)的反向旋轉(zhuǎn)的氣體盤中內(nèi)層物質(zhì)隨星系的方向旋轉(zhuǎn)，直徑跨度為2至4光年。氣體盤外層的物質(zhì)則相反，其跨度為4至22光年。旋轉(zhuǎn)方向相反說明有其他因素對(duì)氣體物質(zhì)落入黑洞產(chǎn)生了干擾，這需要一個(gè)強(qiáng)大的外力。根據(jù)我們之前的經(jīng)驗(yàn)，掉落在黑洞之中的氣體只會(huì)按照一個(gè)方向來旋轉(zhuǎn)。 “逆流”而上的氣體云有故事反向旋轉(zhuǎn)在宇宙中是一件很正常的現(xiàn)象，我們也經(jīng)常在銀河系、太陽(yáng)系中看到，比如某個(gè)行星的公轉(zhuǎn)方向與其他行星不同，這說明這顆行星的形成有故事；亦或是在銀河系中某些不隨銀河系公轉(zhuǎn)方向的恒星，它們就有可能是從其他恒星系統(tǒng)中被踢出來的。也可能是兩個(gè)星系碰撞和相互作用中影響了某些恒星、氣體云的公轉(zhuǎn)方向，導(dǎo)致它們方向旋轉(zhuǎn)。 在銀河系中，離星系的中心大約有幾千光年遠(yuǎn)地方也有類似的現(xiàn)象，因此解釋NGC 1068逆流的原因可能是因?yàn)榈絷?duì)的氣體云，也有可能是因?yàn)橛幸粋€(gè)小星系經(jīng)過了這個(gè)反旋轉(zhuǎn)軌道，其引力對(duì)氣體云形成了干擾。旋轉(zhuǎn)的氣流會(huì)開始互相碰撞，同時(shí)變得極其不穩(wěn)定，這個(gè)現(xiàn)象可能會(huì)持續(xù)幾十萬年，但最終氣體云也會(huì)落入黑洞中。宇宙印象為今日頭條獨(dú)家，其他均為假冒，轉(zhuǎn)載均為非法。 |
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