离我们最近的类星体出现了奇怪的结构

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翻译：韩佳安

校对：王茸 赵炜

审阅：涂天宇

美编：李鸣晨

后台：李鸣晨 李子琦 胡永葳

原文链接：

https://www.space.com/quasar-supermassive-black-hole-radio-glow-unknown-structure

星系中的类星体放射出粒子（艺术幻想图）

来源：ALMA

一项研究宇宙中最亮物体的新技术使科学家们对活跃的巨型黑洞有了新的认识: 它们可能会抑制恒星形成。

类星体是超亮的星系核心，其中包含极其活跃的超大质量黑洞。类星体的强烈辐射源于大量热气体在黑洞边缘形成的吸积盘。

研究人员使用智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜(ALMA)瞄准了类星体3C 273。距离地球24亿光年的3C 273是距离银河系最近的类星体，也是史上第一个被确认的类星体。然而，类星体的强光使得科学家难以观察其所在星系的其余部分，特别是在ALMA使用的无线电波段。

相机需要有“高动态成像范围”的特性来使得同一张相机照片中能看到明亮和暗淡的部分。典型的数码相机具有数千的动态成像范围，而ALMA的动态成像范围仅为数百，这意味着ALMA很难在较亮的背景下分辨出较暗的细节。

因此，由日本工学院大学的Shinya Komugi领导的研究小组采用了一种他们称之为“自我校准”的新技术。这项技术使用3C 273本身来来校正地球大气层的波动，从而减少来自类星体的强光。这种波动可能会影响ALMA对亚毫米无线电波的探测。

这种方法导致照片的对比度增加。ALMA在93、233和343 GHz的频率下观察到3C 273，而这些频率对应的自校准技术允许的动态成像范围分别为85,000、39,000和2,500，这是ALMA有史以来达到的最高的动态范围。

科学家通过该技术揭示了3C 273所在星系的前所未见的细节，包括他们描述为“未知结构”的东西。Komugi团队在星系中看到了一条数万光年长的微弱的无线电发射带。这种无线电波由数百亿到数千亿个太阳质量的氢发出，这些氢已被类星体的紫外线和X射线辐射电离。

左图：哈勃望远镜拍摄的类星体3C 273的图像，图中可见黑洞边缘喷射出的相对论粒子流

右图：ALMA的视角，图中可见较暗的无线电辐射（蓝色部分）不与粒子流相关，而是与宿主星系中的电离气体相关

来源：Komugi 和 /NASA/ESA/Hubble

天文学家强烈怀疑活跃的超大质量黑洞辐射可能抑制其所在星系中的恒星形成。从吸积盘中倾泻而出的辐射起到了负反馈作用，加热分子氢气，使其无法再形成恒星。

然而，在3C 273所在的星系中似乎还残留着大量的冷分子氢气，并且恒星仍在形成中。因此，要么类星体与恒星形成之间的联系并不像科学家们想象的那么紧密，要么我们可能在类星体的影响变明显之前就拍到了3C 273及其星系。

Komugi的团队现在正在以类似的方式观察其他类星体，以更多了解这些过程。

Komugi在声明中说：“通过将相同的技术应用于其他类星体的观测，我们希望了解一个星系是如何通过与中心核的相互作用而演化的。”

该研究于4月在线发表在《天体物理学杂志》上。

责任编辑：杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

『天文湿刻』 牧夫出品

黑洞的梦幻双人舞（3C 75双黑洞系统）

来源：X-Ray: NASA/CXC/D. Hudson, T. Reiprich et al. (AIfA); Radio: NRAO/VLA/ NRL