超大质量黑洞周围的块状气体和灰尘“甜甜圈”

星系NGC 1068（Messier 77）

宇宙中最大的黑洞通常被圆盘状的密集气体和尘埃盘包围。这种材料不断地喂入内部生长的黑洞。直到最近，望远镜还无法穿越这个障碍。现在，借助NuSTAR硬X射线望远镜（核光谱望远镜阵列）和欧洲航天局的XMM-牛顿X射线望远镜，这是首次实现。

“起初，我们认为用材料制成的墙壁或屏幕后面隐藏着一些黑洞，几乎看不到任何东西，”意大利罗马特雷大学的安德里亚·马里努奇（Andrea Marinucci）承认，他是一篇科学论文的主要作者，描述了拍摄星系NGC 1068的结果（ Messier 77）和一个超大质量黑洞位于其中心。该研究成果发表在《皇家天文学会月刊》上。

在X射线范围内，太空望远镜能够穿过超大质量黑洞附近最广为人知的圆环之一，该黑洞位于经过精心研究的梅西尔77星系的中心，距离我们大约4700万光年。

观察发现有一个巨大的太空甜甜圈。



Marinucci说：“旋转材料不是简单的圆形圆环，就像以前认为的那样，它具有块状结构。”

在1980年代中期首次提出了由气体和尘埃组成的超大质量黑洞周围的环形圆盘，以解释为什么有些黑洞隐藏在尘埃和气体后而其他黑洞却没有。这个想法是，圆环相对于地球的方向开辟了一些黑洞，它们的强辐射覆盖了其他黑洞。该理论被称为单一模型，因为它结合了所有类型的黑洞，这些黑洞仅在方向上有所不同。

在过去的十年中，天文学家发现了许多暗示，黑洞周围的尘埃环并不像通常认为的那样光滑。它们更像是会从面包店扔出来的有缺陷的块状甜甜圈。一项新的研究首次使在超密集的环形尘埃和气体环形云中观察圆环的团块成为可能。它证实了这一现象可以广泛传播的理论。研究对于理解大质量黑洞及其原生星系的生长和演化至关重要。

英国南安普顿大学的研究共同作者Poshak Gandhi说：“我们还不完全理解为什么某些超级大质量黑洞会如此被遮盖，为什么周围的物质会变得块状。” “这是一个深入研究的主题。”

在2014年至2015年期间，NuSTAR和XMM-Newton在两个案例中同时在Messier 77星系中观测到一个超大质量黑洞。 2014年8月，NuSTAR首次出现亮度跃升。 NuSTAR的能量范围比XMM-Newton高。在此范围内，X射线可以穿透黑洞周围的云层。科学家说，X射线辐射的跳跃是由于云的部分清洁而厚度减小了。


银河系梅西耶77

“就像在多云的日子里，当云层向侧面倾斜，更多的阳光通过时，” Marinucci解释说。据他介绍，现在研究人员将专注于解释造成云中物质异质性的原因。可能是黑洞造成了湍流或异质性，这是由于新材料从外部吸引到云中而引起的。

因此，天体物理学家首先在黑洞周围的尘埃和气体云中瞥见了一眼。当然，这是赞成使用单一模型的黑洞的论点。无论如何，很高兴在宇宙中有很多甜甜圈，尽管块状。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN388215/