观测史上最大的黑洞喷流已经被发现它们比我们的银河系大140倍

探索点小小科技 2024-09-22 01:02:23
观测史上最大的黑洞喷流已经被发现——它们比我们的银河系大 140 倍

众所周知,从黑洞(喷流)飞走的物质流和能量流可以迅速剥夺宿主星系诞生和进一步生长的食物。但现在有一个发现,让我们怀疑喷流影响了普遍的过程。科学家们已经发现了长达 2300 万光年的喷流——这样的喷流将改变宇宙整个局部区域的结构,这已经是宇宙演化的工具。

来自活跃星系的喷流在暗物质细丝中的艺术表现。图片来源: Caltech

加州理工学院的天文学家发现,来自活跃星系的一对喷流中的一个物体延伸约 7 Mpc(兆秒差距)。这就像在我们邻近的仙女座星系来回飞行五次。这次抛射携带了来自宿主星系中心的超大质量黑洞的巨大能量,与星系团碰撞期间释放的能量(10-55 J)相当。总的来说,科学家们很幸运地发现了这个天体。它是在我们仪器的灵敏度极限下检测到的,如果它出现得早一点或稍弱一点,这种现象就不会被注意到。

就其大小而言,该物体以古希腊神话中的巨型斑疹命名。它的喷气机分布在 6.4 Mpc 上。科学家们估计这些喷流的真实大小略高于 7 Mpc,因为有迹象表明我们正在以略微倾斜的角度观察它们。该天体本身是在北半球以外的 LOFAR 射电望远镜的观测中发现的。他们通过机器学习系统和自由科学家的手动选择。总共发现了超过 11,000 架喷气式飞机,长度超过 1 MPK。

卟啉的数据使用另一台射电望远镜 uGMRT 进行了验证,并得到了凯克天文台的观测补充。测量和光谱分析表明,可能的星系——喷流的来源——距离大爆炸 63 亿年。物质射流通常从黑洞的两极喷出,在那里它们受到电磁场的引导和加速。这是一种天然粒子加速器,在这种情况下,它将射流物质(等离子体)加速到光速的 0.012 倍。为了达到观察到的大小,喷流必须绕宇宙飞行约 5 亿年。

射电望远镜数据中的喷流轨迹图像(明亮区域表示喷流与物质的碰撞)

由于喷流保持了它们的形状和方向,科学家们得出结论,首先,产生它们的黑洞并没有改变其旋转轴,其次,宿主星系被空隙包围。喷流在其路径中没有遇到足够的物质——气体和尘埃——来消散。这也意味着宿主星系处于暗物质的细丝中,它就像蜘蛛网一样渗透和连接整个宇宙,是星系形成的基质。

鉴于发现的喷流具有前所未有的长度,它们可能成为相邻细丝的质量和能量载体,因此能够影响宇宙本身结构形成的基础。我们可能根本看不到所有这些现象,尤其是在宇宙形成的早期阶段,当时宇宙的密度明显更大。如果有很多这样的天体并且它们出现得足够频繁,那么在模拟星系和宇宙的演化时,可能必须考虑它们。但目前还没有足够的数据,因此观测将继续进行。

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