【黑洞星系團的心臟】

方格 · 發表於 2012-5-15 08:42:22

【黑洞星系團的心臟】

黑洞是一種根據現代物理學理論推測出來的天體。

由於黑洞的引力太過強大，即使是光線也難以逃逸。因此也就無法運用常規的方法來觀測黑洞，天文學家通過間接的觀測和推算，得出黑洞存在於很多星系的中心。

在一些大星系的中心，質量超過太陽十億倍的超大質量黑洞已經被探測到。

關於黑洞的實質和功能可謂眾說紛紜，有的科學家甚至認為黑洞可能是通向另外宇宙的隧道。

而最近有科學家提出黑洞對於其所存在的星系有重要的作用。

美國每日科學網站十一月十九日報導，NASA錢德勒觀測儀的最新數據，大質量星系及星系團中心的強力黑洞如同這些系統的心臟一樣，以固定的間隔向外泵出能量，從而對黑洞本身的生長及恆星的形成進行控制。

研究認為，掉進黑洞裏面的物質導致許多零散的能量爆發。

通過這種方式，黑洞會影響它們宿主星系的命運。

這項新研究表明黑洞以一種溫和並有節奏而非暴力的方式泵出能量。

黑洞能維持星系的平衡

天文學家們觀測到並模擬了橢圓星系M84中心黑洞是如何穩定的向太空發出熱等離子泡，加熱星際空間。

天文學家認為這些熱量會減慢新恆星的形成和黑洞本身的生長，從而幫助維護星系的穩定。

當星際氣體足夠涼的時候，才會聚集形成新的恆星。在那些最需要的地方，這些熱量顯得更有效。

巴爾的摩馬里蘭大學和德國馬普地球外物理所的天文學家費諾基諾夫（Alexis Finoguenov）

把中心黑洞比作心臟的肌肉：「就像我們心臟周期性的泵動我們的循環系統保證我們活著一樣，黑洞提供給星系一種非常重要的組份。它們是自然的造化，能維持星系的脆弱平衡。」

天文學家認為，該發現能解釋一種數十年之久的矛盾現象：一些星系周圍存在的大量溫熱氣體使這些星系從錢德勒X射線望遠鏡觀測顯得光亮。

年輕星系中心亦有黑洞存在

另外，據《當代天文學》（Astronomy Now）雜誌報導，科學家在觀察久遠的宇宙，星系之間互相碰撞時，及當星系還在形成時，就可能存在了巨大的黑洞。

天文學家們是通過在夏威夷的次毫米波陣列望遠鏡（SMA）進行觀察的。

SMA可以觀測兩百微米到一毫米的波長。

在星系形成初期，其分子雲有溫度，會放出毫米波和次毫米波的輻射，因此SMA能觀察到早期形成的星雲和恆星的誕生過程。

天文學家發現4C60.07星系時，是因為其明亮的無線電發射極為吸引天文學家的注意，而這樣的無線電訊號暗示了該星系是類星體（內部有個快速旋轉黑洞的星系）。

最初的研究認為，圍繞在黑洞四周的氫氣正在進行星爆 (star burst，即大量的恆星快速地形成），而其四周恆星形成的速率，相當於每年五千個太陽。

但後來的研究顯示，4C60.07並沒有進行「恆星形成」，它內部的恆星都是高齡且安靜的恆星。

大量的「恆星形成」其實是發生在其旁邊但之前未觀測到的伴星系上，該星系擁有豐富的氣體，並為塵埃所遮蔽，而且中心有「超大質量黑洞」。

英國天文科技中心（UK Astronomy Technology Centre，簡稱UK ATC）的羅伯‧伊維森（Rob Ivison）教授表示：「此一全新的影像顯示，在我們預期只會有一個星系的地方，竟然存在兩個星系。」

他說：「很顯然，這兩個星系的中心都有『超大質量黑洞』，像這樣巨大的黑洞很少見，我們懷疑射電星系（radio galaxy）已啟動，因為它和先前不知名的星系發生碰撞，這個碰撞也提供了黑洞放出無線電波的能量。」

仍有眾多的黑洞未被發現

這兩個星系和其中心的黑洞，曾經碰撞結合過，這巨大的變動大約發生在大爆炸後的二十億年，星系長時間的結合，產生了單一的大型黑洞。

這意味著在遙遠的宇宙中或許還潛藏著為數頗多的黑洞，但天文學家尚未發現。

伊維森介紹說﹕我們觀測到的黑洞是巨型的，其中一個會發射光亮的無線電磁波，而另一個則會改變其光學和紅外光譜能量分布。

天文學家已經知道大型的黑洞存在於早期的宇宙，但是這現象是非常罕見的，甚至可以以手指頭計數出來。

直到現在，它們仍被認為是很奇異的，與一般的星系完全不同。

在這篇論文中我們提出的黑洞觀察可能只是鳳毛麟角而已。

這兩個星系的大小都和我們銀河系差不多，但是每個都有自己獨特的特性。

研究人員表示射電星系看起來比它的伴星系發展更為成熟，這可能是因為幾百萬年來星系不斷的消耗氣體形成星體，和黑洞不斷吸收碰撞的物質。

而在強烈的星爆中，另一個星系藉由碰撞產生上千顆恆星，所以它仍有大量的氣體，尚未完全發展。

這兩個巨型黑洞出現在星系內，對它們的起源有很大的涵義，因為超大質量黑洞需要時間形成，並可能引發恆星形成或死亡，造成母星系演化改變。

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