科学家发现超大质量黑洞爆发产生的宇宙化石 - {$web_name} 当气体从中心黑洞周围爆发时

（主图）插图显示了黑洞爆发时（上插图）XMM-Newton在X射线中目睹的NGC 4945（下插图）可见光中的同一星系（图片来源:uux.cn/美国全国航空航天局/JPL-加州理工学院/韦弗等人2024年，欧空局/XMM-Newton）
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：美国全国航空航天局科学家观察到一块令人惊叹的宇宙化石，它是500多万年前一个超大品质黑洞爆发时形成的。
航天局戈达德太空飞行中心的探究小组在美国全国航空航天局钱德拉X射线天文台的合作下，使用X射线多镜任务（XMM-Newton）太空望远镜察觉了X射线，这些X射线勾勒出了距离半人马座1300万光年025国庆档一览相对较近的螺旋星系NGC 4945中的冷气体云。
当气体从中心黑洞周围爆发时，似乎已然撕裂了银河系。中心黑洞的品质相当于大约160万个太阳，当下以周围的物质为食，为称为促销星系核（AGN）的明亮星系引擎提供动力。
这种超大品质黑洞形成的气体是坍缩形成恒星的原材料。所以，这些察觉可以合作科学家更好地理解超大品质黑洞是如何作用其周围生态并推动星系演化的。超大品质黑洞的品质可以增长到太阳的数十亿倍。
“科学界正就星系如何演化开展辩论。我们在差不多所有银河系大小的星系中心都察觉了超大品质黑洞，一个悬而未决的难题是，与恒星形成的作用相比，它们的作用有多大，”戈达德天体物理学家兼团队负责人金伯利·韦弗在一份告示中说。有些爱情，双向奔赴探究NGC 4945这样的邻近星系有助于我们兴办更好的恒星和黑洞如何形成星系转变的模型。我们觉得NGC 4945正处于过渡期。"
一个活跃的恒星诞生星系
尽管大多数星系的中心都有一个超大品质黑洞，但并非所有这些宇宙巨人都在吸积物质，它们的引力作用也没有搅动周围的物质，从而形成AGN所需的剧烈条件。
像NGC 4945这样拥有促销星系核的星系被称为“促销星系”，促销星系核通常比全部星系中的所有恒星加起来都要亮。但有时这些活跃星系中心呈环形或“圆环”状的厚尘埃密度足够大，至少遮住了外部观测者从AGN发出的刚刚realme趋势若干光线。
但是，光并不是促销星系中心促销星系核的唯一发射物；没有被送入黑洞开展处理或“吸积”的物质可以经由磁场被推动到黑洞的两极。从这里着手，这些粒子被加速到接近光速的速度，并喷射出可以延伸数千光年的射流。另外，粒子可以经由强大的气体和尘埃风逃离促销星系中的促销星系核。

欧洲南方天文台的2.2米望远镜目睹的星系NGC 4945，粉红色的恒星形成区域清晰可见，其中心AGN被尘埃遮住（图片来源:uux.cn/欧洲南方天文台）
拥有一个超大品质黑洞驱动的深度塞尔达精选AGN并不是NGC 4945区别于银河系等其他更安静星系的唯一缘由。这个附近的螺旋星系也被归类为“恒星暴增星系”，这表明它正历程恒星形成的强烈爆发。
据估计，NGC 4945正以每年18颗类太阳恒星的速度形成恒星体，比银河系的恒星形成速度快3倍。这种恒星诞生首要集中在银河系的中心，只有当恒星诞生的原材料，凉爽而稠密的气体云耗尽时才会落幕。这一过程预计需要1000万至1亿年。
在NGC 4945中察觉一块错位的宇宙化石
用欧洲航天局（ESA）的XMM-Newton望远镜观察NGC 4945时，韦弗和他的团队察觉了一种称为铁K-α线的特征，这种特征发生在中心超大品质黑洞周围物质发出的高能X射线击中银河系其他地方的冷气体时。
铁线通常出如今有AGN的星系中，但这次观察让探究小组大吃一惊，由于它并不像他们预期的那样靠近中心黑洞，也不像现有理论觉得的那样应该靠近。
NGC 4945是从地球的有利位置上从侧面目睹的，这意味着美国全国航空航天局的科学家能够在银道面上追踪这条铁线32，000光年，在倾斜的银河系中追踪16，000年。
“钱德拉绘制了其他星系中的铁K-α。在这次探究中，它合作我们探究了云中的单个明亮X射线源，以合作我们排除黑洞之外的其他潜在来源，”团队成员、戈达德詹娜·坎恩的博士后探究员说。“但是NGC 4945的谱线离它的中心太远了，我们需要XMM-Newton的大视野才能目睹它的整体。"

（左）与XMM-Newton一起在NGC 4945中目睹的Kα线。（右）其他来源被过滤掉，含有来自AGN的X射线，来自铁的通讯依然存在，显示了冷气体的位置（图片来源:uux.cn/Weaver等人2024年，欧空局/XMM-Newton）
探究小组推测，导致这一非凡特征的缘由是500万年前NGC 4945超大品质黑洞爆发的粒子射流。他们觉得这个喷射流或许是定向的，所以它穿过银河系而不是从银河平面逃逸。
这次爆发导致了一场超强的风，这场风依然在我们今日目睹的NGC 4945中吹拂，它也或许引发了银河系的强烈恒星爆发期。
该团队如今将持续观察NGC 4945，并寻找其他显示中央黑洞如何作用银河系演化的线索。他们还将调研来自中心区域的X射线是否能够驱散冷气体，最后接近密集的恒星形成并熄灭NGC 4945的恒星爆发阶段。
探究小组成员、戈达德天体物理学家埃德蒙·霍奇斯-克拉克说:“有众多证据表明，黑洞在一些星系中扮演着重大人物，确定着它们的恒星形成历史和命运。”“我们探究了许多星系，比如NGC 4945，由于尽管黑洞之间的物理性质差不多一样，但它们对各自星系的作用却大不一样。”
“XMM-Newton合作我们察觉了一个我们不得知要寻找的银河系化石——但这或许只是许多化石中的第一个。”霍奇斯-克卢克持续说道。
1月11日星期三，韦弗在路易斯安那州新奥尔良举行的第243届美国天文学会会议上说明了该团队的察觉。