10月16日。对银河系NGC1068中心的观测帮助天体物理学家发现了一种机制,该机制解释了宇宙中第一个黑洞如何以“违反”所有可能的理论极限的速度生长。天文学家在科学杂志《天体物理学杂志快报》的一篇文章中描述了这种机制。
“我们没想到黑洞不是被一个圆环所包围,而是被两个由相反方向旋转的气体和灰尘环所环绕。这种结构是不稳定的。这意味着它们将比单个磁盘更快地落在其上。这解释了如何这样的物体可以在遥远的过去迅速增长,”该作品的作者之一VioletteImpellitzeri在美国国家射电天文台(NRAO)的新闻服务中发表了评论。
几乎所有科学家都认为,在每个星系的中心都有一个超大质量的黑洞,该黑洞不断从周围的甜甜圈中吸收灰尘和气体中的热气体和灰尘。黑洞以几乎以光速散布的细气体束的形式喷射出该物质的一部分。这些结构,即所谓的射流,会发出大量的X射线和伽马射线,以及热量。
根据天文学家的说法,这些发射的存在是由于黑洞无法吸收无限量的物质。科学家称其为“爱丁顿极限”。达到此极限后,物质开始在黑洞附近积聚。它凝聚成所谓的吸积盘,一种由热气制成的奇特的热“甜甜圈”,物质之间不断地相互摩擦,从而变热至超高温。在某些情况下,黑洞会将它们扔到太空中。
根据研究人员的说法,该过程应成为限制超大规模黑洞生长的主要限制因素,但最近他们发现许多暗示并不总是这样。特别是,哈勃和其他太空天文台在宇宙的第一个星系中发现了数十个巨大的黑洞,这些黑洞在短时间内不可能获得数十亿个太阳的质量。
太空“glut嘴”
这促使科学家们再次考虑这些物体是如何诞生的以及它们如何成长。特别是,许多宇宙学家和天体物理学家认为,超大质量黑洞是由于巨大气体云直接坍塌而产生的,其质量比太阳高出数万倍,或者是所谓的中等质量黑洞的合并。
Impellitstseri和她的同事为这种现象找到了另一种解释。他们观察到位于星云座Cetus的螺旋星系NGC1068,距地球4700万光年。到此物体的距离相对较小,科学家不仅可以详细检查其中心,还可以使用欧洲ALMA微波望远镜查看积聚盘。
这些发现带来了很大的惊喜:通过追踪氰酸分子的运动,科学家发现了一个吸积盘,而没有一个,而是两个相反方向旋转的吸积盘。第一个距离事件视界距离为两个天文单位(au,地球与太阳之间的平均距离),第二个距离为四个au从黑洞。近盘的位置明显小于远盘,不过由于它们之间的距离很小,它们几乎彼此接触。
究竟是什么导致了它们的诞生,科学家仍无法确定,不过,他们认为,NGC1068“吞噬”了一个卫星矮星系之一之后,第二张盘可能就已经出现了,其中气体以相反的方向绕中心旋转。
根据研究人员的计算,在未来3万年中,两个磁盘都将失去稳定性并发生碰撞,这将导致朝向黑洞移动的物质流急剧增加。当科学家们开玩笑时,他们感到遗憾的是他们无法生存到这一点,也无法看到这种宏伟的宇宙烟花。当星系比今天更频繁发生碰撞时,这种耀斑可能是加速宇宙早期黑洞生长的主要机制。