新的重大發現:數據顯示,黑洞與宿主星系之間有著驚人的密切關係

這是從半人馬座A星系活躍的星系核中噴射出來的噴流。

新的重大發現:數據顯示,黑洞與宿主星系之間有著驚人的密切關係

圖解:半人馬座A星系黑洞的高速粒子流噴發

一項新的研究揭示了星系與它們中心的巨大黑洞相互作用的方式。

天文學家認為,每個星系的中心都有一個密度極高的區域,稱為超大質量黑洞。這些黑洞中有許多被稱為活動星系核(AGNs),它們會噴射出輻射。但是關於AGN和它們周圍的星系之間的關係仍然存在很多問題,比如,黑洞的增長是否與恆星的形成速度有關,還是僅僅與星系的質量有關?計算機模擬揭示了這種複雜聯繫的真實本質。

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耶魯大學物理學和天體物理學教授、該研究的作者Priyamvada Natarajan告訴天文在線:“它們似乎相互控制和調節。”

研究人員進行了複雜的計算機模擬,稱為ROMULUS25和ROMULUSC,它們模擬了從大爆炸到今天的星系行為。這些模擬包括星系中心的黑洞以及由氣體形成的恆星。結果是:黑洞和它們的星系宿主一起成長,恆星形成的速度與黑洞吞噬的速度直接相關。

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Natarajan說,這些發現描繪了一種黑洞和黑洞所在星系之間形影相隨的關係,體現在黑洞吞噬的速度和恆星形成的速度之間的調節調節。她很興奮,因為這項研究為之前在真實觀察數據中發現的相關性提供了更多的背景。

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也許令人驚訝的是,根據發表在《皇家天文學會月刊》上的論文,研究發現星系的質量和黑洞所處的整體環境並沒有真正影響到黑洞。物理科學與技術中心(Center for Physical Sciences and Technology)研究員卡斯蒂蒂斯·祖博瓦斯(Kastytis Zubovas)沒有參與這項研究,他在電子郵件中告訴天文在線,星系合併沒有發生,這與許多科學家的想法相悖。他認為這篇論文是“對星系如何與它們的中心超大質量黑洞共同進化的非常徹底的調查”。

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當然,這只是一個模擬,模擬需要讓步。Zubovas指出,主要結果的平均時間跨度超過3億年,這意味著短期過程(以及小規模過程)可能會從圖中消失。科學家們希望進行進一步的模擬來探索這種關係的細節。

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對星系的模擬也許不像是最具戲劇性的科學,但它是人類瞭解生命週期以外的進程的重要方式。這些是理解我們的宇宙以及宇宙內部結構形成和進化的關鍵計算。鑑於黑洞的兇猛,發現其不僅僅是中央真空吸塵器的證據是件好事——它們似乎對恆星自身的發展也很重要。

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圖解:星系形成和演化的物理聯繫

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圖解:黑洞是我們宇宙的重要組成部分

相關知識

黑洞(英語:black hole)是時空展現出引力的加速度極端強大,以至於沒有粒子,甚至電磁輻射,像是光都無法逃逸的區域。廣義相對論預測,足夠緊密的質量可以扭曲時空,形成黑洞;不可能從該區域逃離的邊界稱為事件視界 (英語:event horizon)。雖然,事件視界對穿越它的物體的命運和情況有巨大影響,但對該地區的觀測似乎未能探測到任何特徵。在許多方面,黑洞就像一個理想的黑體,它不反光。此外,彎曲時空中的量子場論預測,事件視界發出的霍金輻射,如同黑體的光譜一樣,可以用來測量與質量反比的溫度。在恆星質量的黑洞,這種溫度高達數十億K,因此基本上無法觀測。

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. Ryan F. Mandelbaum

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