在一項使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST) 數據的新研究中，希臘雅典國立卡波迪斯特里亞大學的Dasyra 教授和她的團隊提供了關於超大質量黑洞如何通過將星際氣體驅出銀河系來影響星系演化的見解。
在一篇最近被接受發表的論文中天體物理學雜誌，並且是可用的在arXiv，團隊展示了附近星系 IC5063 的第 1 週期 JWST 資料。
這個迷人的附近星系中心的一個超大質量黑洞噴射出噴流，這些噴流是以接近光速的高速運動的準直粒子束。透過使用 JWST 的中紅外線儀器 (MIRI)，研究人員能夠捕捉 IC5063 中心周圍區域的高解析度影像和光譜，該區域的距離相當於太陽與中心之間距離的約 1/3我們自己的銀河系。
這項研究最引人注目的成果之一是識別出 10 多個有風的不同區域，幾乎是已知的在黑洞噴流撞擊後從星系核中噴出氣體的區域的兩倍。
其中一些風的移動速度超過了逃離星系引力所需的速度，這一結果證明黑洞噴流可以透過耗盡星系坍縮和形成恆星所需的氣體來延遲恆星的形成。這些流出物也表現出不同的結構和特徵，例如它們夾帶的氣體的溫度差異。
這項研究也揭示了 IC5063 過去的噴射活動。研究人員發現了弓形激波中的氣體，即射流粒子以超音速穿過星際介質時形成的弓形結構，導致周圍氣體的壓縮、加熱和加速。這些衝擊類似於飛機產生的音爆，其速度超過了地球大氣層中的音速。
偵測到的弓形激波範圍很大，跨越約 300 pc，即 JWST 與地球之間距離的 60 億倍。令人驚訝的是，它們的位置遠遠超出了 IC5063 核區域，黑洞噴流在 IC5063 核區域中透過無線電發射被偵測到。這項發現表明，噴射可能在過去與周圍的氣體相互作用，然後消失，在超大質量黑洞附近的粒子噴射活動中，這種活動在今天繼續塑造著星系。
有趣的是，弓形激波的發現得益於其非常明亮的氫分子 (H2) 發射，反映了從射流到緻密氣體的能量沉積。當噴流攪動這種氣體時，相關的湍流和加熱既可以阻礙也可以促進雲層的塌陷，從而促進新恆星的誕生。
為什麼這很重要？隨著時間的推移，這種現象可能會導致星系結構發生重大變化。在像 IC5063 這樣的星系中研究它們，讓科學家有機會親眼目睹黑洞如何在過去類似地改變星系的生長，當時星系中存在大量氣體，而且效果更為顯著。
參見
更多資訊：
KM Dasyra 等人，利用 JWST 對受黑洞噴流影響的氣體進行了案例研究：星系 IC5063 中氣體的流出、弓形激波和高激發，arXiv（2024）。DOI：10.48550/arxiv.2406.03218
引文:
韋伯在附近星系的十多個不同區域觀測到由黑洞噴流驅動的風（2024 年，12 月 9 日）
