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一座休眠的火山:銀河系中心的黑洞比我們想象的更具爆炸性

  • 科學
  • 2019-10-09 09:11:35

銀河系中心的超大質量黑洞噴出了350萬年前從地球上清晰可見的巨大輻射。在不久將要發表在《天體物理學雜志》上的新研究中,我和我的同事發現,火炬殘留在痕跡中的麥哲倫流中有痕跡,麥哲倫流距我們約20萬光年,環繞著銀河系。

該團隊包括澳大利亞國立大學的Ralph Sutherland和Brent Groves以及ASTRO-3-D;悉尼大學的Magda Guglielmo,Wen Hao Li和Andrew Curzons;科羅拉多大學的Philip Maloney;卡羅來納大學的Gerald Cecil;和巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的安德魯·福克斯(Andrew J. Fox)。

這一發現改變了我們對銀河系中心黑洞的看法,該黑洞在整個人類歷史記錄中一直處于休眠狀態。天文學家逐漸意識到,在相對較近的過去,以銀河系術語(數百萬年測量),它一直非常活躍,甚至具有爆炸性。

數十億年來,這項活動斷斷續續地閃爍著。我們不了解為什么此活動是間歇性的,但與材料如何被倒入黑洞有關。就像加熱板上的水滴一樣,濺落和爆炸取決于其大小。

我們在地球上的處境類似于居住在維蘇威火山(Mount Vesuvius)之類的休眠火山附近,該火山過去曾爆炸性活動,對龐貝造成了災難性后果。

盡管如此,沒有必要驚慌:據我們所知,我們在軌道上安全的是遠離銀河系中心的一顆酷矮星。

為什么在銀河系中心有一個黑洞?

如果沿著銀河系朝射手座方向看,您會看到銀河中心周圍密集的星團。銀河系中心的特征是圍繞著超大質量黑洞的非常密集,非常龐大的恒星團。

今年早些時候,ESO重力小組發現了一顆靠近黑洞的恒星,其每秒移動速度高達10,000公里,是光速的百分之幾。這使他們將黑洞的重量精確到1%,達到太陽質量的400萬倍。

隨著銀河系超大質量黑洞的出現,這是一個輕量級的任務。例如,我們鄰近的星系仙女座也有一個超大質量的黑洞,但它比我們的重了50倍。

基本上所有大星系都有中心大質量黑洞。我們不知道為什么會這樣,但是我們知道這很重要,而且這些怪物的成長階段很可能會影響整個銀河系。

了解黑洞與宿主星系之間相互作用的影響是現代天體物理學中最熱門的主題之一。

一些黑洞比其他黑洞更活躍

但是,如果我們從整個宇宙望出去,我們只會看到少數幾個星系似乎有“活躍的”黑洞。所謂活躍,是指旋入黑洞的氣體和恒星形成極熱的氣體環。

這個被稱為吸積盤的環變得非常熱,以至于它驅使射流,風和輻射光束穿過整個銀河系。這些爆炸的影響在更大的星系中尤其令人印象深刻。

幾十年來,澳大利亞的射電望遠鏡測繪的射流遠大于中間的可見星系。

半人馬座星系A中的射流在天空中延伸超過10度-彼此相鄰的20個滿月的大小。考慮到半人馬座A距離一千萬光年,這是非常了不起的。

黑洞吸積盤發出的輻射束在數千年間向不同的方向旋轉。圖片來源:Phil Hopkins /加州理工學院

銀河系爆炸

大約三百萬年前,我們的直接祖先afaruslopithecus afarensis走過了地球。他們很可能朝射手座抬起頭來,看到錐狀的光線從銀河系向側面射擊,比夜空中的任何星星都要亮。

燈光秀在人的時間尺度上將顯示為靜態光束,僅在數千年的時間尺度上閃爍。如今,這一巨大事件的唯一可見殘留是沿著遙遠的麥哲倫流所產生的冷卻氣體。

那么,如果爆炸噴頭直接對準我們,地球上的生命將如何發展?這是一個有效的問題,因為我們認為吸積盤的旋轉軸在輕質超大質量黑洞中瘋狂地翻轉。

如果光束指向太陽系,那么噴氣機將不得不穿過銀河系盤,這將需要大約一千萬年的時間才能到達我們。

因此,更古老的爆炸可能會產生尚未到達我們的強大射流。

但是我們不必擔心-在最高峰時,射流到達我們時的強度不可能超過最活躍的太陽耀斑。眾所周知,它們會擊落衛星,并對太空行走的宇航員構成威脅,但我們自己的大氣層在很大程度上保護了我們在地球上的安全。

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