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在前幾天的一篇文章中,智子一號向大家介紹了NASA公佈的一項新發現——通過分析哈勃太空望遠鏡的觀測資料,天文學家發現早期宇宙中超大品質黑洞爆發的超強噴流如海嘯般席捲星際空間,對宿主星系造成嚴重破壞,抑制恆星形成。

超大品質黑洞不愧是宇宙中最匪夷所思的存在,打個噴嚏也能讓宿主星系為之虎軀一震。

現在,在一項新研究中,天文學家為我們揭示了關於超大品質黑洞噴流的更多細節。據介紹,日本天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA),獲得了宇宙早期星系中受超大品質黑洞噴流衝擊的氣體雲的第一張解析圖。

這個星系距離我們大約110億光年,棲居在其中心的超大品質黑洞爆發出雙極噴流,對周圍氣體雲造成強烈衝擊。影象中紅色部分表徵的是來自塵埃和電離氣體的輻射,綠色表徵的是來自一氧化碳氣體的輻射,它們沿著黑洞噴流呈雙極結構。

實際上,天文學家很早就推測超大品質黑洞噴流會對宿主星系氣體雲產生擾動,進而抑制恆星形成。因此,想要了解星系的演化,觀測宇宙歷史中超大品質黑洞噴流與星系氣體雲之間的相互作用至關重要。然而,觀測這種相互作用並非易事,尤其是在宇宙早期。

這一次之所以能取得突破,不僅是因為阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列無與倫比的效能,還因為巧妙利用了神奇的引力透鏡效應。

引力透鏡最初是愛因斯坦依據廣義相對論提出的一個預言,認為宇宙中大品質天體(如星系團)會造成周圍時空發生相對明顯的彎曲,如同透鏡一般使背景天體的光線發生偏折,形成多個像。這個預言直到1979年才被觀測所證實。引力透鏡由於具有絕佳的放大效果,很快便成為天文家觀測宇宙的重要工具。

本項研究中的星系與地球之間,恰好存在另一個星系,它的引力透鏡效應產生了顯著的放大效果,使阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列得以捕捉到超大品質黑洞噴流對星系氣體雲的擾動情況。

研究人員發現,黑洞噴流周圍的氣體雲受到強烈衝擊,以600公里/秒的速度劇烈運動。而且,結果表明,該星系的黑洞噴流和受擾動的氣體雲的規模比預期的要小,這可能是因為這道噴流處於剛爆發不久的早期階段。

這項研究找到了宇宙早期黑洞噴流與星系氣體雲之間發生顯著相互作用的證據,將有助於我們更好地認識宇宙早期星系演化。相關成果已經發布在《天體物理學雜誌快報》上。

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