这是理解星系团中
【菜科解读】
射电天文学家已经探测到位于59亿光年外凤凰星座的凤凰星系团中心的星系中的黑洞喷射出的热气。
这是理解星系团中星系、气体和黑洞共同演化的一个重要结果。

星系在空间中不是随机分布的。
通过相互的引力吸引,星系聚集在一起形成被称为星团的集合。
星系之间的空间并不完全是空的。
整个星系团中有非常稀薄的气体,可以通过x光观测发现。
如果团内气体冷却,它会在自身重力作用下凝结,在团的中心形成恒星。
然而,冷却的气体和恒星通常不会在附近星团的中心被观察到,这表明一定有某种机制在加热星团内的气体并阻止恒星的形成。
热源的一个潜在候选者是被中央星系中的超大质量黑洞加速的高速气体射流。
凤凰星团是不寻常的,因为它确实显示了中心星系周围稠密的冷却气体和大量恒星形成的迹象。
这就提出了一个问题,“中央星系也有黑洞喷流吗?”

由日本国家天文台的Takaya Akahori领导的一个小组使用澳大利亚望远镜紧凑阵列(ATCA)在凤凰星系团中搜索到了迄今为止分辨率最高的黑洞喷流。
他们发现匹配的结构从中央星系的相对两侧延伸出来。
与钱德拉x光天文台档案资料中的观测结果相比,ATCA探测到的结构相当于密度较低的气体空洞,表明它们是由星系中的黑洞发射的一对双极喷流。
因此,该团队发现了第一个例子,在遥远的宇宙中,团内气体冷却和黑洞喷射共存。
星系和喷流的更多细节可以通过下一代观测设备的高分辨率观测来阐明,例如计划在2020年代末开始观测的平方公里阵列。
M87黑洞最新“身份照” 图据新华社 科学家首次发现黑洞周围磁场方向发生彻底翻转,同时确认黑洞本身保持稳定。
这一发现有助于深入理解黑洞如何吸收物质以及形成高速喷流。
M87星系是一个距离地球5500万光年的近邻星系,其中心有一个质量比太阳大65亿倍的黑洞。
作为事件视界望远镜合作计划首个成像的超大质量黑洞 ,它已成为目前全宇宙研究最深入的黑洞之一。
所谓黑洞,是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。
按照中科院上海天文台研究员路如森的说法,黑洞具有超强引力,即便是光,也无法逃脱它的势力范围。
该势力范围被称作黑洞的半径或被称作“事件视界”。
事件视界望远镜合作组由全球射电望远镜联合组网,形成一个“地球般大小的望远镜”。
M87星系中心超大质量黑洞的首张照片拍摄于2017年,并于2019年发布。
研究人员通过对2017年、2018 年 和2021年的观测数据进行对比,绘制出M87黑洞磁场偏振变化图,从而揭示了其视界之外环境的活跃程度和磁场随时间的剧烈变化。
观测结果显示,黑洞周围环境动态、湍流且不断变化。
观测表明,磁场对物质流动起着重要引导作用——有的物质最终穿过视界消失,有的则被抛射到太空中形成高速喷流,为揭示黑洞喷流形成机制提供了新线索。
不同时期观察到的M87星系中心超大质量黑洞,磁场发生明显旋转变化 此次研究发现,黑洞周围的磁场在2017年呈顺时针螺旋状;
到2018年,磁场方向发生逆转,呈逆时针排列,并趋于稳定;
到2021年,磁场再次以逆时针方向旋转。
黑洞周围磁场在短短几年内发生显著变化,而黑洞本身仍保持稳定。
亚利桑那大学斯图尔德天文台的天文学家雷莫·蒂拉努斯表示:“事件视界望远镜正在开辟黑洞时间域天体物理学的新前沿。
计划在2026年3至4月进行一系列密集观测,我们非常期待捕捉到M87的首部‘电影影像’,这是自首张黑洞照片以来一直在愿望清单上的目标。
” 据了解,当物质靠近黑洞时,它们不会立刻被吞噬,而是被吸引到吸积盘中,在黑洞引力作用下不断旋转和摩擦。
内层气体和尘埃被挤压升温,发射电磁辐射,形成黑洞周身光环。
然而,并非所有物质最终掉入黑洞,其中一部分沿磁力线偏转,向两极加速,高速喷射到太空中,速度接近光速,形成可穿越数百万光年的喷流。
科学家认为,黑洞磁场在这些喷流的形成过程中起关键作用。
对此,德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家爱德华多·罗斯表示:“像M87这样的喷流在塑造宿主星系演化过程中起着关键作用。
它们通过调节恒星形成并将能量输送到广阔空间,从而影响宇宙范围内的物质生命周期。
” 哈佛-史密松森天体物理中心天文学家保罗·蒂德称:“令人惊叹的是,黑洞周围的光环在过去四年间大小保持一致,这印证了广义相对论对黑洞阴影的预言。
环绕视界旋转的带电等离子体充满动态和复杂性,推动理论模型不断向极限挑战,偏振模式也因此发生显著变化。
” 来 源 :红星新闻 编辑:余敏 审定:黄青 核发:邹建宾返回搜狐,查看更多
宇宙的婴儿时代是宇宙历史中最早期的阶段,一个充满神秘的时期,被称为“宇宙的黎明”,在这个时期,宇宙还年轻而炽热,充满了高能的粒子和辐射。
在20世纪初,天文学家们对宇宙的起源提出了各种猜想,但真正的突破发生在20世纪中期,通过对宇宙背景辐射的观测,科学家提出了宇宙大爆炸理论。
宇宙大爆炸发生后,宇宙经历了极端的高温和能量密集状态,在这个时期,宇宙的基本粒子形成,包括夸克、电子等。
而随着宇宙不断膨胀,宇宙中的物质开始凝聚成更为复杂的结构,婴儿时代的宇宙可能经历了一次短暂但剧烈的快速膨胀,被称为宇宙的“暴涨”阶段。
在宇宙的婴儿时代,温度和密度极高,使得质子和中子能够发生高能碰撞,形成氦、氢等轻元素,这一过程被称为原初核合成,是宇宙中元素丰富度的基础。
婴儿时代的宇宙中,除了我们熟知的物质,还存在着未被直接观测到的暗物质和暗能量,这两者在宇宙的演化中扮演着关键的角色,影响宇宙结构的形成和演变。
在宇宙的婴儿时代,密度波动可能导致一些区域的物质坍缩,形成了黑洞,这些黑洞被认为是宇宙早期形成的一种奇特天体,对宇宙的演化产生着不可忽视的影响。
宇宙的婴儿时代奠定了宇宙演化的基础,而如今,宇宙仍在持续星系的初生时刻是宇宙演化中一个关键的阶段,标志着星系的形成和发展。
在这一时期,巨大的分子云开始坍缩,形成恒星,并最终聚集成星系的结构,星系形成的过程始于宇宙中的分子云,这些巨大的云团中含有丰富的气体和尘埃。
当这些分子云受到外部的扰动或密度波动时,就会启动星系形成的过程,这一启动是星系初生的开始。
分子云中的气体和尘埃开始坍缩,由于引力作用,云体积减小,密度增加,这一坍缩过程导致分子云中的气体局部升温,形成高温、高密度的核心区域,最终演化为星系的中心。
在星系初生时刻,分子云中的气体和尘埃逐渐聚集形成原恒星,这些原恒星是星系演化的基石,它们的形成标志着星系中心区域的丰富能量和物质交换。
随着星系中心区域的形成,周围的物质也逐渐被吸引到中心,形成星系盘,星系盘是星系中承载大部分物质和恒星的区域,它的形成标志着星系整体结构的建立。
星系初生时刻,分子云坍缩形成星系盘的过程中,角动量的守恒是一个重要的物理原则,这导致星系盘的旋转运动,形成了星系自身的旋转结构,为后续的星系演化提供了动力学基础。
星系的形态在初生时刻开始塑造,旋转运动和物质分布不均匀引导了星系的结构形成,一些星系可能呈现螺旋臂,而另一些可能更趋向于椭圆形。
在星系的初生时刻,一些恒星可能经历生命周期的结束阶段,发生超新星爆发,这些爆发释放出大量的能量和物质,影响周围的星系环境,推动星系中物质的再分布。
星系初生时刻还标志着星系中的化学元素逐渐丰富,原恒星的形成和演化释放出丰富的重元素,这些元素在星系中逐渐传播,影响星系内部的化学成分。
星系初生时刻,各种过程如恒星形成、超新星爆发等相互作用,维持着星系的能量平衡,这一平衡状态是星系演化的动力学基础,决定了星系中物质和能量的分布。
在星系演化的过程中,恒星的形成是一个关键的环节,恒星汇聚成星系的中心,驱动着星系内部的物质循环和演变。
恒星的质量是影响星系演化的关键因素之一,大质量恒星更容易形成于富含重元素的区域,而小质量恒星则可能形成于贫金属的环境。
恒星不仅以个体形式存在,还以群组和星团的形式聚集,恒星群是由数百至数千颗恒星组成的区域,而星团则是更为紧密的星际家族。
星系中的恒星主要形成于分子云中的恒星形成区域,这些区域由大量气体和尘埃组成,通过引力和压力的作用,促使恒星的诞生。
不同质量的恒星经历的阶段不同,大质量恒星可能在爆发中结束其生命,释放出大量能量和物质,而小质量恒星则可能通过缓慢冷却进入白矮星阶段。
恒星通过核聚变过程释放出大量的能量,这影响着星系的环境,超新星爆发、恒星风等过程产生的能量和物质通过星系中的气体和尘埃传播,影响着星系内部的物质循环和演变。
星系的结构与其中的恒星分布密切相关,恒星在星系中的分布和运动形成了星系盘、中心区域以及螺旋臂等特征,这些结构反映了星系内部动力学和物质交流的复杂性。
恒星演化过程中释放出的重元素对星系的化学丰富度有着重要贡献,这些重元素通过超新星爆发等事件传播到星系中,影响星系中物质的组成和丰富度。
星系的旋转是由其中的恒星运动引起的,恒星的分布和运动状态影响着星系的整体旋转,而星系的旋转又影响着其中物质的分布和演化。
这一相互作用使得星系在恒星的作用下呈现出多样性的形态,星系内部的恒星群体动力学是星系稳定性的关键因素。
恒星的繁荣标志着星系的盛世时刻,它们以各种形式存在,从原恒星到巨大的恒星聚集体,共同驱动着星系内部的物质流动和演变。
星系的演化历史如同一部宇宙的史诗,记录着时光的流逝,我们通过对星系的深度考察,仿佛穿越了亿万年的时空,感受到宇宙的奥秘和恢弘。
在未来的探索中,星系将继续为我们展现新的面貌,引领我们更深入地探索宇宙的时光之旅。
凤凰星系团中心黑洞喷出的热气喷流