西悉尼大学的天文学家发现了天空中最大的黑洞喷流之一。
喷射流从一端到另一端跨度超过一百万光年,以接近光速的速度从黑洞中喷射出巨大的能量。但在星系之间广阔的空间中,它并不总是按自己的方式行事。
仔细看看
从宇宙角度来看,NGC2663 星系距我们仅 9300 万光年,就在我们附近。如果我们的星系是一座房子,那么 NGC2663 就会在一两个郊区之外。
用普通望远镜观察它的星光,我们会看到“典型”椭圆星系的熟悉的椭圆形,其恒星数量大约是我们银河系的十倍。
典型的,也就是说,直到我们观察 NGC2663CSIRO 的澳大利亚平方公里阵列探路者 (ASKAP)位于西澳大利亚——一个由 36 个相连的射电天线组成的网络,形成一个超级望远镜。
无线电波揭示了一股物质射流,由中心黑洞从银河系射出。这种高能物质流大约比银河系大 50 倍:如果我们的眼睛能在夜空中看到它,它会比月球还大。
虽然天文学家发现以前有这样的喷气机NGC2663 的巨大尺寸(跨度超过一百万光年)和相对接近的距离使它们成为天空中已知最大的喷流。
冲击钻石
那么,当 ASKAP 的精度和功率获得了河外喷射机的“特写”(从天文学角度来说!)视图时,我们看到了什么?
这项研究由西悉尼大学博士生Velibor Velović领导,并已被《皇家天文学会月刊》杂志接受发表(预印本可在此处获取)。我们的宇宙演化图(EMU)调查发现了星系之间物质向喷流侧面向后推的证据。
这个过程类似于喷气发动机中看到的效果。当废气羽流穿过大气时,它被环境压力从侧面推动。这导致射流膨胀和收缩,并在行进时产生脉冲。
如下图所示,我们在射流中看到规则的亮点,因其形状而被称为“冲击钻石”。随着流动的压缩,它会发出更明亮的光。
NGC2663 的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:在莫哈韦沙漠成功测试的甲烷火箭。注意压缩模式(Mike Massee/XCOR,经许可使用,作者提供
迄今为止最大的一个
与喷气发动机一样,激波钻石也出现在较小的、星系大小的喷气机中。我们已经看到喷气式飞机猛烈撞击浓密的气体云,并在穿过时将其照亮。但从侧面收缩的喷流是一种更微妙的效果,使其更难以观察。
然而,直到NGC2663,我们还没有看到如此大规模的这种效应。
这告诉我们 NGC2663 周围的星系间空间中有足够的物质来推动喷流的侧面。反过来,射流对物质进行加热和加压。
这是一个反馈循环:星系间物质进入星系,星系产生黑洞,黑洞发射喷流,喷流减缓星系间物质向星系的供应。
随着宇宙的演化,这些喷流会影响气体如何形成星系。看到这种相互作用的如此直接的说明是令人兴奋的。
EMU调查还负责识别一种新型神秘天体,称为“奇怪的无线电圈”,继续扫视天空。这架非凡的无线电喷气机很快将加入还有更多的发现。
当我们这样做时,我们将更好地理解黑洞如何密切地塑造其周围形成的星系。
卢克·巴恩斯,物理学讲师,西悉尼大学;米罗斯拉夫·菲利波维奇, 教授,西悉尼大学;雷·诺里斯,理学院教授,西悉尼大学, 和韦利博尔·韦洛维奇,博士生,西悉尼大学