发现奇怪的圆盘在超大质量黑洞周围以错误方向旋转
超大质量黑洞周围通常环绕着物质盘,这些物质盘缓慢但肯定地落到边界或事件视界之外,为黑洞提供能量。黑洞旋转,其物质盘通常也随之旋转,但天文学家发现了一个物质盘顽固地以相反的方向旋转。这一发现发表在天体物理学杂志快报。
NGC 1068 星系是一个螺旋星系,距离地球 4700 万光年。它的核心有一个超大质量黑洞,质量几乎是太阳的 1700 万倍。天文学家最近利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 更好地研究其环境,并发现了两个吸积盘(物质的旋转盘)。
“得益于 ALMA 的出色分辨率,我们测量了黑洞内部轨道的气体运动,”论文主要作者、美国国家射电天文台 (NRAO) 的 Violette Impellizzeri 博士在一篇陈述“令人惊讶的是,我们发现两个气体盘以相反的方向旋转。”
反向旋转的圆盘距离黑洞有 4 到 22 光年,而以正确方向旋转的气体环距离黑洞有 2 到 4 光年。
“我们没有预料到会看到这种情况,因为落入黑洞的气体通常只会沿一个方向围绕黑洞旋转,”伊姆佩里泽里说。“一定有什么东西扰乱了流动,因为圆盘的一部分不可能自行开始向后旋转。”
反向旋转的圆盘可能是从宿主星系以特殊方向落下的气体云,也可能是过去发生的一次小型合并事件的结果。有证据表明 NGC 1068与一个小星系相互作用几十亿年前。
这项研究还能告诉我们超大质量黑洞的演化过程。研究团队认为,反向旋转盘的存在会影响黑洞质量增加的速度,也许这就是最早的超大质量黑洞在如此短的时间内变得如此之大的原因。
“反向旋转的气流是不稳定的,这意味着云落入黑洞的速度比在单一旋转方向的圆盘中更快,”Impellizzeri 说。“这可能是黑洞快速成长的一种方式。”
外盘目前处于稳定的轨道,但一旦两个盘相互作用(这可能在几十万年后发生),系统就会变得不稳定,物质将落入黑洞。