在澳大利亚默奇森宽场阵列(MWA)重型射电望远镜的帮助下,天文学家捕捉到了黑洞从中心喷出的大量废料射流。研究小组表示,如果从地球上用肉眼可以看到这次喷发,其规模将相当于天空中连续16 个满月。
周三,他们在《自然-天文学》 杂志上发表了一篇关于无线电波数据产生的爆发图像的论文。该研究的主要作者、澳大利亚科廷大学天文学家本杰明·麦金利在一份声明中表示:“我们可以从半人马座A 学到很多东西,因为它距离我们很近,我们可以看到它的细节。”
当黑洞吞噬距离太近的物质时,吸入的碎片开始在巨大的引力空洞周围形成一个圆盘。这个吸积盘看起来与土星周围的环非常相似,只是要大得多。然后,当宇宙光环中的物质碎片开始接近黑洞时,“盘的两侧会形成强大的喷流,将大部分物质喷射回太空,距离可能超过一百万光年,”麦金利说。
任何参与这种“侵略活动”的星系都被称为“活跃”射电星系,而半人马座A 是距离地球最近的星系。更准确地说,对于我们银河系邻居中的黑洞来说,吸积盘中的气体云会凝结并“下雨”到中心区域。
该研究的合著者、意大利国家天体物理研究所的天体物理学家马西莫·加斯帕里在一份声明中表示:“在这场‘雨’的触发下,黑洞发生了强烈反应,向黑洞发射射电射流,然后发射出能量,导致我们在MWA 图像中看到的壮观的波瓣,换句话说,由此产生的喷流产生了各种“无线电气泡”,这些气泡在数亿年的时间里不断渗出。”
来自这些材料燃料喷气机的数据非常宝贵。这些喷射流发射无线电波和电磁频率,可以被地球上的射电望远镜(例如MWA)探测到。通常,包括黑洞在内的天体在磁场发生变化时会留下无线电波的痕迹。
麦金利表示,跟踪半人马座A 内部深渊的这些发射波长帮助团队看到了一些东西。这个星系的中心更亮,那里的黑洞更活跃,向外看时则更暗。麦金利说,他们的分析还揭示了“带电粒子重新加速并与小磁场相互作用的有趣特征”。
加斯帕里说,令人震惊的是,这项研究对云凝结过程的观察也证实了一种名为“混沌冷吸积”的新理论,该理论开始出现在各个领域。
麦金利说:“以前的射电观测无法处理喷流的极端亮度,银河系周围较大区域的细节被扭曲。”事实上,这就是该团队的图像如此引人注目的原因。
MWA由4096个天线组成,分布在数公里范围内的256个规则网格中,利用其巨大的广域视角克服了这一限制。
默奇森广域阵列主任史蒂文·廷盖(Steven Tingay)在一份声明中表示:“广阔的视野,以及因此我们可以收集的大量数据,意味着每次MWA 观测的发现潜力都是巨大的。”
此外,研究人员还将无线电观测与光学和X 射线数据结合起来,麦金利说。这为生成的图像增加了前所未有的清晰度和精度。
虽然MWA 是这幅非凡图景的基础,但也许更令人兴奋的是,它是更大规模的平方公里阵列的第一个功能齐全的前奏。
据其背后的团队称,有一天,SKA 将成为“世界上最大的射电望远镜,旨在解开宇宙最深的奥秘”。希望它能揭示更多关于威胁我们隔壁星系的巨大黑洞的细节。