詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在超大質量黑洞附近發現了一個激波 _太空

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的ESO 428-G14星系的三色圖像。（圖片來源：NASA/ESA/JWST）
據美國太空網（Robert Lea）：利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），天文學家對一個遙遠的超大質量黑洞周圍的塵埃和氣體結構進行了成像，實際上發現了一個“沖擊”特征。
該團隊發現，加熱這團旋轉的氣體和塵埃云的能量實際上來自與以接近光速飛行的氣體射流的碰撞，或“沖擊” 。此前，科學家們認為加熱這團塵埃的能量來自超大質量黑洞本身，這使得這是一個意想不到的轉折。
這個特殊的超大質量黑洞的銀河系家園是ESO 428-G14，這是一個距離地球約7000萬光年的活動星系。“活動星系”一詞意味著ESO 428-G14擁有一個中心區域或“活動星系核”（AGN），由于存在一個貪婪地吞噬周圍物質的超大質量黑洞，它在電磁波譜中發出強大而強烈的光。
銀河活動、環和外流調查（GATOS）合作的成員發現了令人震驚的AGN，他們正在使用專門的JWST觀測來研究附近星系的中心。
紐卡斯爾大學高級講師、GATOS團隊成員David Rosario在一份聲明中表示：“關于AGN如何將能量轉移到周圍環境中，存在很多爭論。” 。“我們沒想到會看到無線電噴氣式飛機造成這種破壞。然而，它就在這里！”

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡拍攝的ESO 428-G14星系的三色圖像。（圖片來源：NASA/ESA/JWST）
揭開“嘈雜”黑洞的秘密
所有大星系都被認為有中心超大質量黑洞，其質量從太陽的數百萬倍到數十億倍不等，但并非所有這些黑洞都位于活動星系核中。
以銀河系為例。我們銀河系的超大質量黑洞人馬座A*（Sgr A*）被如此少的物質包圍，以至于它的物質“飲食”相當于人類每百萬年靠一粒米生存。這使得Sgr A*（質量約等于430萬個太陽）成為一個“安靜”的黑洞，但它肯定有一些嘈雜的鄰居。
以銀河系Messier 87（M87）中心的超大質量黑洞為例，它距離我們約5500萬光年。這個黑洞M87*不僅比Sgr A*大得多，質量相當于大約65億個太陽，而且它還被大量的氣體和塵埃包圍著，并以此為食。
這個物質不能直接落入M87*，因為它攜帶角動量。這意味著它在超大質量黑洞周圍形成了一個旋轉的扁平氣體和塵埃云，稱為“吸積盤”，逐漸為其提供能量。

一幅插圖顯示，超大質量黑洞位于吸積盤的中心。（圖片來源：Mark Garlick/科學圖片庫/Getty Images）
超大質量黑洞不會像坐在高腳椅上的宇宙嬰兒一樣被動地坐在吸積盤中等待喂食。這些宇宙泰坦的巨大引力影響在吸積盤中產生了巨大的潮汐力，創造了將其加熱到1800萬華氏度（1000萬攝氏度）的虛構。
這導致吸積盤發出明亮的光芒，為AGN的部分照明提供動力。這些宇宙泰坦的巨大引力在吸積盤中產生了巨大的潮汐力，創造了將其加熱到1800萬華氏度（1000萬攝氏度）的小說。
但這還不是全部。
就像一個行為不端的蹣跚學步的孩子一樣，并非所有超大質量黑洞的“食物”都進入了它的“嘴里” 。強大的磁場將吸積盤中的一些物質引導到黑洞的兩極，在這個過程中，這些帶電粒子被加速到接近光速。就像你的孩子向你扔食物一樣。
從黑洞的兩極，這種物質以平行的天體物理射流的形式向外爆發。這些噴氣式飛機還伴隨著電磁波譜中的光發射，尤其是在無線電波中。
由于這些貢獻，AGN可以如此明亮，以至于它們比周圍星系中每顆恒星的組合光都要亮。

顯示由射流加熱的灰塵（右）和由輻射場加熱的灰塵的影響的圖表（圖片來源：紐卡斯爾大學）
活動星系核周圍的塵埃通常會通過吸收可見光和其他波長的電磁輻射來阻擋我們對其心臟的觀察。然而，紅外光可以讓這些塵埃溜走，JWST可以方便地在紅外線中看到宇宙。這意味著強大的太空望遠鏡是窺探活動星系核中心的完美工具。
當GATO團隊為ESO 428-G14做這件事時，他們發現超大質量黑洞附近的塵埃正在沿著它的噴流擴散。這揭示了噴流和塵埃之間意想不到的關系，表明這些強大的外流可能是加熱和塑造塵埃的原因。
進一步研究超大質量黑洞周圍的噴流和塵埃之間的聯系，可以揭示這些宇宙泰坦對形成星系的影響，以及物質在活動星系核中的回收方式。
紐卡斯爾大學數學、統計和物理學院的博士生Houda Haidar說：“有機會在其他人之前使用JWST的獨家數據并訪問這些令人驚嘆的圖像，這太令人興奮了。” 。“能成為GATOS團隊的一員，我感到非常幸運。與該領域的頂尖專家密切合作確實是一種榮幸。”
該團隊的研究發表在《皇家天文學會月刊》上。

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