黑洞噴流創造出新分子，在那裡只會有毀滅

【博科園-科學科普-App：博科園（也可關注「博科園」看更多）】在20世紀60年代，科學家在銀河系中心發現了一個巨大的射電源(稱為人馬座a *)，後來被發現是超大質量黑洞(SMBH)。從那以後了解到這些SMBHs位於大多數大型星系的中心。這些黑洞的存在也使得這些星系的中心比正常的亮度高，活躍星系核(agn)。

對星系中心黑洞風的印象概念圖。圖片版權：ESA

在過去的幾年裡，天文學家們也觀察到來自AGNs的快速分子流出，這讓他們感到困惑。首先這是一個謎，任何粒子都能在黑洞的熱量和能量中存活下來。但是根據西北大學的研究人員的一項新研究，這些分子實際上是在風中產生的。這一理論有助於解釋恆星在極端環境下的形成過程。

這項研究最近發表在《皇家天文學會月刊》上，標題是「類星體快速分子外流的起源：由agn驅動的銀河風中的分子形成」。這項研究是由美國西北大學(Northwestern University)天體物理學研究與探索中心(CIERA)的林德海默(Lindheimer)博士後研究員亞歷山大·J·里奇(Alexander J . Richings)和助理教授克勞德-安德烈·費奇-吉格爾(Claude-Andre Faucher-Giguere)進行的。

對黑洞風橫掃銀河氣體的印象概念圖。圖片版權：ESA

Richings開發了第一個能夠模擬星際氣體中詳細的化學過程的計算機代碼，這些過程是由一個不斷增長的超大質量黑洞（SMBH）輻射加速。與此同時克勞德-安德魯-吉格埃爾貢獻了他的專業知識，他的職業生涯研究了星系的形成和演化。正如Richings在西北新聞發布會上解釋的那樣：當黑洞的、風從它的宿主星系中吹起氣體時，氣體就會被加熱到高溫，這樣就會破壞現有的分子。」、通過對計算機模擬黑洞風的分子化學建模，、這種吸汗氣體能夠冷卻並形成新的分子。

2015年研究人員首次確認了SMBHs的能量流出形式，當時研究人員使用了ESA的赫歇爾空間天文台和日本/美國Suzaku衛星的數據，觀察了一個名為IRAS F11119+3257的星系的AGN。認為這種外流是導致星際氣體流失的原因，這種氣體對新恆星的形成有一個引人注目的影響，並可能導致「紅色和死亡」的橢圓星系。這是在2017年進行的，觀察結果表明這些外流中形成了快速移動的新恆星，這是天文學家先前認為不可能的，因為它們存在極端的條件。通過理論，這些粒子實際上是黑洞風的產物，Richings和Faucher-Giguere已經設法解決了這些先前的觀測所提出的問題。

關於人馬座A*的概念圖，這是銀河系中心的超大質量黑洞。圖片版權：NASA/JPL

從本質上講，理論有助於解釋過去的預測，乍一看似乎是矛盾的。一方面它支持預測黑洞風會破壞它們碰撞的分子。然而也預測在這些風中形成新的分子——包括氫、一氧化碳和水，可以產生新的恆星。faucher - giguere解釋說：這是首次對分子的形成過程進行了詳細的模擬，這是一個非常有說服力的解釋，說明分子在超大質量的黑洞風中無處不在，這是該領域最突出的問題之一。

Richings和Faucher-Giguere期待著他們的理論能夠被下一代任務證實的那一天。由黑洞流出形成的新分子在紅外波長上比先前存在的分子更亮。因此當詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在2019年春天進入太空時，它將能夠利用其先進的紅外儀器對這些流出進行詳細的描繪。

當前天文學時代最令人興奮的事情之一就是新發現揭示了幾十年前的神秘。但是，當這些發現導致了一些理論，這些理論提供了曾經被認為是不一致的證據時的對稱性，那就是當事情變得特別令人興奮的時候。它讓我們知道我們正在接近對宇宙更多更深的認知了解！

知識：科學無國界，博科園-科學科普

參考：Northwestern University, MNRAS

作者：Matt Williams

內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：Universe Today

編譯：中子星

審校：博科園

解答：本文知識疑問可於評論區留言

傳播：博科園

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