天文学家探测到最大的黑洞喷流之一_

NGC2663星系巨大黑洞喷流之音

宇宙之泉——NGC2663星系巨大黑洞喷流

天文学家探测到最大的黑洞喷流之一

艺术家绘制的黑洞喷流图像。（图片来源：NASA/JPL-Caltech）

该文章最初发表于《The Conversation》，并由该期刊授权给Space.com的Expert Voices: Op-Ed & Insights栏目。

卢克·巴恩斯(Luke Barnes)，西悉尼大学物理讲师

米罗斯拉夫·菲利波维奇(Miroslav Filipovic)，西悉尼大学教授

雷·诺里斯(Ray Norris)，西悉尼大学科学学院教授

韦利博尔·韦洛维奇(Velibor Velović)，西悉尼大学博士候选人

西悉尼大学的天文学家们发现了天空中最大的黑洞喷流之一。这个黑洞喷流具有超过一百万光年的尺度，物质以接近光速的速度从黑洞中喷射而出。尽管携带着巨大的能量，但在星系之间广袤的宇宙中，这股喷流并不总能如愿以偿地保持其运动状态。

深入观察：揭开巨大黑洞喷流之谜

距我们9300万光年之遥的NGC2663星系，站在宇宙的尺度上看，就宛如我们的邻居一般。如果将我们的银河系比作一栋房屋，那么NGC2663与我们之间仅有一两个街区的距离。通过普通望远镜，我们可以观察到其为一个呈椭圆形的典型椭圆星系，其拥有的恒星数量大约是银河系的10倍。

然而，当我们使用隶属于澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的澳大利亚平方千米阵列探路者望远镜(ASKAP)——由36个相互连接的射电望远镜组成的超级望远镜网络在西澳大利亚进行观测时，则完全是另外一番景象：射电观测揭示了NGC2663星系内一个由中央黑洞喷射的物质喷流。这股高能物质喷流的尺度是星系本身的50倍左右：如果我们能在夜空中用肉眼看到它，它将比月亮还要大。

虽然天文学家以前也发现过类似的喷流，但NGC2663的巨大尺度（横跨一百万光年以上）和与我们相对邻近的距离使其成为已知的天空中最大的喷流之一。

马赫环

那么，当ASKAP以其高精度和大功率在近距离上（从天文学角度来看）观察银河系外喷流时，我们究竟看到了什么？

这项研究由西悉尼大学的博士生Velibor Velović领导，并已被《皇家天文学学会月报》接收发表。我们的宇宙演化图像（EMU）调查显示了两个星系之间的物质对喷流侧面的反作用力。这个过程类似于喷气发动机中的一项效应。当气体喷流穿过大气层时，它会被周围的气压从两侧推动。这导致喷流膨胀和收缩，同时伴随着脉动。如下图所示，我们在喷流中看到了形如钻石的被称为“马赫环”的周期性亮斑。随着喷流物质压缩，它们会更加明亮地闪烁。

NGC2663黑洞喷流与喷气发动机的比较。上图：ASKAP射电望远镜的观测结果。下图：在莫哈韦沙漠成功进行测试的甲烷火箭。（图片来源：Mike Massee/XCOR，经过许可使用，作者提供）

迄今为止最大的喷流

马赫环不仅存在于喷气发动机中，还可以在较小的星系尺度的喷流中被观察到。我们曾观察到喷流撞击密集气体云，喷流物质穿过使得云团发光。但侧面受到约束的喷流是一种难以观察到的较为微小的效应。在NGC2663之前，我们还从未在如此巨大的尺度上观察到这种效应。

这一发现告诉我们，NGC2663周围的星际空间中蕴含足够多的物质来对喷流的两侧施加压力。同时，喷流会对这些物质加热、增压。这是一个负反馈循环：星际物质输入到星系中，星系孕育黑洞，黑洞发射喷流，喷流减缓星际物质的供给。这些喷流影响着宇宙演化过程中气体形成星系的过程。这种相互作用的直观揭示，令人激动异常。

EMU调查还在尝试发掘一种名为“奇异射电环”的神秘天体，该调查正在继续巡天。这股引人注目的射电喷流将很快与更多的新发现相互映衬。借此，我们将更好地了解黑洞如何密切影响周围形成的星系。