钱德拉望远镜证实银河系的黑洞存在喷流

长期以来天文学家都在寻找人马座A*（银心特大质量黑洞）产生高能粒子喷流的证据。最终他们利用NASA的钱德拉X射线天文台以及美国国家科学基金会的甚大天线阵（VLA）射电望远镜找到了喷流。

银河系中心特大质量黑洞人马座A*的合成图。（图片提供：NASA/CXC/UCLA/Z. Li et al; Radio: NRAO/VLA）

先前使用不同 望远镜进行的研究表明，喷流是存在的。但这些结果（包括假想喷流的取向）往往互相矛盾，并不是确定性的。

中国南京大学的李致远说：“数十年来，天文学家都在寻找与银河系黑洞成协的喷流。我们的新观测是迄今喷流最强的证据”。李致远是发表在下一期《天体物理学报》杂志上一篇研究论文的第一作者，论文现在可以阅读。

宇宙中各处都存在高能粒子组成的喷流，尺度可大可小。产生它们的可以是新生恒星，也可以是千倍于银河系黑洞的黑洞。它们在从中心天体向外传输能量方面发挥了很大的作用，在星系尺度上，还可以调节新生恒星形成的速率。

论文的合作者、加州大型洛杉矶分校的马克·莫里斯（Mark Morris）说：“我们非常渴望能够找到人马座A*的喷流，因为它可以告诉我们黑洞自转轴的取向。这可以为我们提供黑洞生长史的重要线索。”

研究表明，人马座A*的自转轴与银河系的自转轴平行，这告诉天文学家，在过去的100亿年里，气体和尘埃必然是向人马座A*稳定运动的。如果在不久之前银河系与较大的星系碰撞过，这些星系的中央黑洞与人马座A*发生了并合，喷流就可能是指向任何方向的了。

喷流看起来射入了人马座A*附近的气体中，产生了钱德拉探测到的X射线辐射以及VLA探测到的射电辐射。喷流的两个关键证据分别是一道呈直线分布、指向人马座A*且发射X射线的气体，还有一道射电波段可见的终止激波，后者类似于音爆，它表明了喷流轰击气体的地方。另外，人马座A*的X射线能量特征（光谱）与其他星系特大质量黑洞射出的喷流类似。

科学家认为，当一些落向黑洞的物质被向外偏折后，就会形成喷流。由于人们知道，现在的人马座A*消耗的物质非常少，喷流很弱这一点并不让人惊讶。人们没有看到相反方向的喷流，其原因可能是气体或尘埃阻隔了地球上的视线，或者可能是缺乏为喷流提供燃料的物质。

人马座A*附近的区域很暗淡，这说明在过去的几百年里，黑洞是宁静的。然而10月公布的另一项使用钱德拉进行的研究表明，在此之前黑洞至少要亮上100万倍。

来自马萨诸塞州坎布里奇（Cambridge）麻省理工学院的合作者弗雷德里克·F·巴冈诺夫（Frederick K. Baganoff）说：“我们知道在过去，这个巨型黑洞比现在要消耗多得多的物质。当它再度被激发的时候，喷流可能会大大增亮。”

天文学家提出，NASA的费米伽玛射线空间望远镜在2008年探测到的从银河系向外延伸的巨型高能粒子泡是由曲向与银河系自转轴平行的人马座A*喷流产生的。来自钱德拉的最新结果支持这一观点。

银河系中心的特大质量黑洞质量相当于太阳的400万倍，位于距离地球26000光年的地方。此次研究所用的钱德拉观测是在1999年9月到2011年3月之间进行的，总曝光时间约合17天。

阿拉巴马州亨茨维尔（Huntsville）的NASA马歇尔太空飞行中心为华盛顿的NASA科学任务理事会管理着钱德拉计划。马萨诸塞州坎布里奇的史密松天体物理天文台控制着钱德拉的科研和飞行运转。

更多关于钱德拉的图像、多媒体资料以及相关信息请访问：http://www.nasa.gov/chandra。