在澳大利亞默奇森寬場陣列(MWA)重型射電望遠(yuǎn)鏡的幫助下,天文學(xué)家捕捉到了黑洞從中心噴出的大量廢料射流。研究小組表示,如果從地球上用肉眼可以看到這次噴發(fā),其規(guī)模將相當(dāng)于天空中連續(xù)16 個(gè)滿月。
周三,他們在《自然-天文學(xué)》 雜志上發(fā)表了一篇關(guān)于無線電波數(shù)據(jù)產(chǎn)生的爆發(fā)圖像的論文。該研究的主要作者、澳大利亞科廷大學(xué)天文學(xué)家本杰明·麥金利在一份聲明中表示:“我們可以從半人馬座A 學(xué)到很多東西,因?yàn)樗嚯x我們很近,我們可以看到它的細(xì)節(jié)?!?
當(dāng)黑洞吞噬距離太近的物質(zhì)時(shí),吸入的碎片開始在巨大的引力空洞周圍形成一個(gè)圓盤。這個(gè)吸積盤看起來與土星周圍的環(huán)非常相似,只是要大得多。然后,當(dāng)宇宙光環(huán)中的物質(zhì)碎片開始接近黑洞時(shí),“盤的兩側(cè)會形成強(qiáng)大的噴流,將大部分物質(zhì)噴射回太空,距離可能超過一百萬光年,”麥金利說。
任何參與這種“侵略活動”的星系都被稱為“活躍”射電星系,而半人馬座A 是距離地球最近的星系。更準(zhǔn)確地說,對于我們銀河系鄰居中的黑洞來說,吸積盤中的氣體云會凝結(jié)并“下雨”到中心區(qū)域。
該研究的合著者、意大利國家天體物理研究所的天體物理學(xué)家馬西莫·加斯帕里在一份聲明中表示:“在這場‘雨’的觸發(fā)下,黑洞發(fā)生了強(qiáng)烈反應(yīng),向黑洞發(fā)射射電射流,然后發(fā)射出能量,導(dǎo)致我們在MWA 圖像中看到的壯觀的波瓣,換句話說,由此產(chǎn)生的噴流產(chǎn)生了各種“無線電氣泡”,這些氣泡在數(shù)億年的時(shí)間里不斷滲出?!?
來自這些材料燃料噴氣機(jī)的數(shù)據(jù)非常寶貴。這些噴射流發(fā)射無線電波和電磁頻率,可以被地球上的射電望遠(yuǎn)鏡(例如MWA)探測到。通常,包括黑洞在內(nèi)的天體在磁場發(fā)生變化時(shí)會留下無線電波的痕跡。
麥金利表示,跟蹤半人馬座A 內(nèi)部深淵的這些發(fā)射波長幫助團(tuán)隊(duì)看到了一些東西。這個(gè)星系的中心更亮,那里的黑洞更活躍,向外看時(shí)則更暗。麥金利說,他們的分析還揭示了“帶電粒子重新加速并與小磁場相互作用的有趣特征”。
加斯帕里說,令人震驚的是,這項(xiàng)研究對云凝結(jié)過程的觀察也證實(shí)了一種名為“混沌冷吸積”的新理論,該理論開始出現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域。
麥金利說:“以前的射電觀測無法處理噴流的極端亮度,銀河系周圍較大區(qū)域的細(xì)節(jié)被扭曲。”事實(shí)上,這就是該團(tuán)隊(duì)的圖像如此引人注目的原因。
MWA由4096個(gè)天線組成,分布在數(shù)公里范圍內(nèi)的256個(gè)規(guī)則網(wǎng)格中,利用其巨大的廣域視角克服了這一限制。
默奇森廣域陣列主任史蒂文·廷蓋(Steven Tingay)在一份聲明中表示:“廣闊的視野,以及因此我們可以收集的大量數(shù)據(jù),意味著每次MWA 觀測的發(fā)現(xiàn)潛力都是巨大的?!?
此外,研究人員還將無線電觀測與光學(xué)和X 射線數(shù)據(jù)結(jié)合起來,麥金利說。這為生成的圖像增加了前所未有的清晰度和精度。
雖然MWA 是這幅非凡圖景的基礎(chǔ),但也許更令人興奮的是,它是更大規(guī)模的平方公里陣列的第一個(gè)功能齊全的前奏。
據(jù)其背后的團(tuán)隊(duì)稱,有一天,SKA 將成為“世界上最大的射電望遠(yuǎn)鏡,旨在解開宇宙最深的奧秘”。希望它能揭示更多關(guān)于威脅我們隔壁星系的巨大黑洞的細(xì)節(jié)。