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黑洞喷流会影响星系中的恒星形成

大约1.6亿年前,带电粒子(电子/质子)进入黑洞,被磁场线捕获,并高速的向外喷射。这样的一束粒子流被称为喷流,喷流会穿过整个星系,跨度大约3000光年。喷流会穿过一个气体盘,在某个位置会驱使强风的形成,并与星际云发生碰撞。欧洲南方天文台甚大望远镜观测数据显示,这种强风会持续超过50万年。



IC5063星系的喷流,左边星系中的电离原子气体,蓝色为射电辐射,右边显示了喷流引起的快风,紫色区域显示了 > 10%的发射线来自强风中的气体。(? National and Kapodistrian University of Athens)


一项新的研究表明黑洞的喷流会驱散和加热星际间的大量气体,从而影响星系中的恒星形成。这项结果是基于阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)对邻近星系IC5063的观测结果得出的。这项研究结合了之前对IC5063星系发生的喷流驱使产生的多股强风的观测数据。强风与星系中心超大质量黑洞密切相关。


观看黑洞喷流是如何驱使IC5063星系中的快风形成的:




分析ALMA观测数据的目的在于判断强风中的气体跟其它气体云中的气体是否具有不同的性质。基于这一目的,他们的目标是观测来自密集星际云中的一氧化碳(CO)的发射谱线。密集星际云是诞生恒星的摇篮,其中气体的温度一般约为10开尔文。


研究发现分子气体会受到黑洞喷流的影响被加热,温度会达到30开尔文至100开尔文。这个结果会导致恒星的形成受到阻碍,因为气体的热运动和湍动会延迟引力坍缩(恒星是由于气体的引力坍缩形成的)。由于喷流会将密集星际云中的气体移除,并把气体驱散到强风中,因此会进一步延迟引力坍缩的发生。在强风中的分子气体的质量会达到太阳质量的200万倍。



(? National and Kapodistrian University of Athens)


由于喷流储存能量,相比其它星际云中的气体,强风中的气体要更多的处于高激发态。这个结果鼓励天文学家继续在这一领域进行探索,因为它指出了对遥远星系中的分子风的探测要比之前认为的更简单,我们只要观测处于高激发态的一氧化碳发射谱线即可。


查看《星系的诞生、演化与灭亡》《听说,银河系中心有一颗超大质量黑洞》了解更多关于星系和黑洞的信息。


参考文献:

【1】K. M. Dasyra et al. ALMA reveals optically thin, highly excited CO gasin the jet-driven winds of the galaxy IC 5063, Astronomy & Astrophysics (2016). DOI: 10.1051/0004-6361/201629689 , On Arxiv: https://arxiv.org/abs/1609.03421


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