一個黑洞還是兩個黑洞？塵埃雲可解釋活躍星系核令人困惑的特徵

加州大學聖克魯斯分校(UCSC)的研究人員相信塵埃的雲團，而不是雙黑洞，可以解釋活躍星系核(AGNs)中發現的特徵。研究小組6月14日在英國皇家天文學會的月報上發表了他們的研究結果。許多大星系都有一個活躍星系核（AGN），這是一個明亮的小中央區域，由物質螺旋進入超大質量黑洞提供動力。當這些黑洞劇烈地吞噬物質時，它們被熱的、快速移動的氣體包圍著，這些氣體被稱為「寬譜線區」(之所以叫「寬譜線區」，是因為該區域的光譜線因氣體的快速運動而變寬)。這種氣體的釋放是關於中心黑洞質量和它如何成長的最好的信息來源之一。

對活躍的星系核近距離觀察的印象，吸積盤在中心產生耀眼的光，寬線區域剛好在吸積盤的上方，在強光下消失，強烈的輻射推動著塵埃雲向上移動。圖片：Peter Z. Harrington

然而人們對這種氣體的性質卻知之甚少;特別是氣體在一定速度下的釋放比預期的要少。簡單模型的崩潰使一些天體物理學家認為，許多agn可能不是一個而是兩個黑洞。這項新的分析由馬丁·蓋斯凱爾領導，他是UCSC天文學和天體物理學的研究員。它並沒有援引兩個黑洞，而是解釋了從寬譜線區域發射出的許多明顯的複雜性和可變性，因為這些微小的塵埃雲可以部分掩蓋AGNs最內部的區域。Gaskell評論道：我們已經證明，活躍星系核的許多神秘屬性可以通過這些小塵埃雲來解釋，從而導致我們所看到的變化。」來自UCSC的研究生彼得·哈林頓(Peter Harrington)在本科時就開始研究這個項目。

有些光被氫和其他氣體「再加工」(吸收和再排放)，這些氣體在寬線區域的吸積盤上方旋轉。在上面和後面是一片塵土。一旦塵埃達到某個閾值，它就會受到吸積盤的強烈輻射，這種輻射非常強烈，它會將塵埃從圓盤上吹走，導致從寬線區域的外邊緣開始的塵埃雲塊狀地流出。塵埃雲對光線的影響是使光線從背後發出，看起來更暗、更紅，就像地球的大氣層使太陽在日落時看起來更暗、更紅一樣。蓋斯凱爾和哈林頓開發了一種計算機代碼，用來模擬這些塵埃雲對觀測廣譜線區域的影響。

這兩位科學家還表明，通過在他們的模型中加入塵埃雲，它可以複製長期困擾天體物理學家的寬線區域的許多發射特徵。與難以解釋的具有變化的、不對稱分布的氣體不同，氣體只是在黑洞周圍一個均勻的、對稱的、湍流的圓盤中。這種明顯的不對稱性和變化是由寬線區域前面的塵埃雲造成的，它使它們後面的區域看起來更暗更紅。認為這是對不對稱性和變化的一種更自然的解釋，而不是其他更奇特的理論，比如被用來解釋它們的二元黑洞。解釋讓保持了標準AGN模型的簡單性，即物質螺旋地進入一個黑洞。

博科園-科學科普｜參考期刊：皇家天文學會月報｜來自：皇家天文學會

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