中心黑洞“飓风”吹散了星系的气体物质

《自然》杂志刊登了一项科研成果，第一次向人们展示了观测的证据，在一个大星系的中心潜居了一个超大质量黑洞，它不是处于“闭目养神”的悠然自得状态，而是如同星系中心的发动机一样，一刻不停地运转，超大质量的黑洞驱动了星系中心的巨量分子物质，迫使它们向星系的外围流动，从星系中心的深部区域吹出了“黑洞风”，产生了难以想象的巨大风力，吹散了星系内大量制造恒星的气体物质。活力四射的中心黑洞对整个星系的大小、形状和演化过程产生了影响，星系“命运交响曲”在星系的尺度上主要由中心的大质量黑洞奏响。

星系IRAS F11119+3257的中心寄居了一个十分活跃的超大质量黑洞，这个成长型的中心黑洞不同于银河系中心的超大质量黑洞，它有极好的“胃口”，吞食了中心周围的大量气体，当黑洞周围的气体物质落入它的“虎狼之口”时，黑洞快速地“大快朵颐”，跌入的气体物质产生了剧烈的相互摩擦，巨大的摩擦产生了巨大的热量，黑洞由此向外发出强烈的电磁辐射，其中包括了X—射线和可见光，“黑洞不黑”的解释是从黑洞周围的摩擦物质中产生了强烈的电磁波辐射。

活跃类型的中心黑洞也被称为活动星系核(AGN), 强烈的黑洞辐射携带了强烈的“黑洞风”，在黑洞风压的作用下，周围的气体物质被吹离了星系的中心。活动星系核(AGN)的“飓风”有巨大的威力，驱散了星系的气体物质，它们被吹移到星系的边缘。有些天体物理学家怀疑在活动星系核(AGN)的黑洞风和气体分子的外流密切相光，缺少两者之间因果关系的观测证据。科学团队第一次从观测上证实了两者的因果关系。

马里兰大学（UMD）天文系的助理研究员弗朗西斯科·汤贝西任职于戈达德太空飞行中心下属的太空科技研究和探索中心，他解释说科学团队在同一时刻对活动星系核的黑洞风和大量外溢的分子气体进行了观测。受制于卫星观测的时间，科学团队仅观测了一个星系，观测的范本有待增加，他们在未来的观测中将会寻找其它的候选星系， JAXA和NASA明年准备发射ASTRO-H, 它将取代现在的朱雀卫星，ASTRO-H搭载了功能更强的仪器，便于开展对星系F11119+3257和其它星系的细节性观测。

科学团队分析了朱雀卫星在2013年收集的数据，日本宇航局(JAXA)和美国航天局（NASA）负责X—射线探测卫星的运行和管理，科学团队分析了赫歇尔太空天文台收集的数据，欧洲航天局负责赫歇尔太空天文台的运行和管理，团队成员参阅了相关研究机构以前获得的资料，这些数据和资料描述了不同星系的活动星系核，在黑洞风和外流的气体分子之间有关联性。马里兰大学的科学团队在一个星系内发现了活动星系核内的黑洞风“吹散”了向外流动的气体分子。IRAS F11119+3257 星系是一个理想的标本，观测结果证实了他们的预期。

存在一种替代理论的解释，在星系中心形成的活跃恒星驱动了外流的分子气体，然而，星系IRAS F11119+3257 活动星系核的亮度占到星系总辐射量的将近80%，这说明单个恒星不能解释能量高度集中的现象，研究人员合乎逻辑地推论：活动星系核(AGN)的黑洞风成为了主要驱动力。马里兰大学天文学系的助理研究员马西欧·梅尔伦德解释说，之前的研究忽视了超大质量黑洞的驱动力，对星系动力学和星系演变的研究表明，忽视黑洞风的影响带来了难以解释的问题，黑洞在更大的尺度上影响了星系的形成和演变。

马里兰大学天文学系的西尔万·维莱克斯教授担任了联合太空科学研究所(JSI)的研究员，他解释说这类星系与普通的螺旋星系和椭圆星系不同，在黑洞风的强烈吹拂，它们看上去好像失事列车的残骸，两个星系通过碰撞变成了一个星系，好似“列车残骸”的星系为其中心的超大质量黑洞带来了大量的气体物质，成长壮大的黑洞反过来在星系的尺度上驱动了巨量气体分子的外流。马里兰大学天文学系的克里斯·雷诺兹教授，英国基尔大学的詹姆斯·里夫斯，西班牙阿尔卡尔大学的爱德华多·冈萨雷斯—阿方索也参加了马里兰大学科学团队的相关课题研究。

（编译：2015-3-26）

邓如山 - 知乎