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一座休眠的火山:银河系中心的黑洞比我们想象的更具爆炸性

  • 科学
  • 2019-10-09 09:11:35

银河系中心的超大质量黑洞喷出了350万年前从地球上清晰可见的巨大辐射。在不久将要发表在《天体物理学杂志》上的新研究中,我和我的同事发现,火炬残留在痕迹中的麦哲伦流中有痕迹,麦哲伦流距我们约20万光年,环绕着银河系。

该团队包括澳大利亚国立大学的Ralph Sutherland和Brent Groves以及ASTRO-3-D;悉尼大学的Magda Guglielmo,Wen Hao Li和Andrew Curzons;科罗拉多大学的Philip Maloney;卡罗来纳大学的Gerald Cecil;和巴尔的摩太空望远镜科学研究所的安德鲁·福克斯(Andrew J. Fox)。

这一发现改变了我们对银河系中心黑洞的看法,该黑洞在整个人类历史记录中一直处于休眠状态。天文学家逐渐意识到,在相对较近的过去,以银河系术语(数百万年测量),它一直非常活跃,甚至具有爆炸性。

数十亿年来,这项活动断断续续地闪烁着。我们不了解为什么此活动是间歇性的,但与材料如何被倒入黑洞有关。就像加热板上的水滴一样,溅落和爆炸取决于其大小。

我们在地球上的处境类似于居住在维苏威火山(Mount Vesuvius)之类的休眠火山附近,该火山过去曾爆炸性活动,对庞贝造成了灾难性后果。

尽管如此,没有必要惊慌:据我们所知,我们在轨道上安全的是远离银河系中心的一颗酷矮星。

为什么在银河系中心有一个黑洞?

如果沿着银河系朝射手座方向看,您会看到银河中心周围密集的星团。银河系中心的特征是围绕着超大质量黑洞的非常密集,非常庞大的恒星团。

今年早些时候,ESO重力小组发现了一颗靠近黑洞的恒星,其每秒移动速度高达10,000公里,是光速的百分之几。这使他们将黑洞的重量精确到1%,达到太阳质量的400万倍。

随着银河系超大质量黑洞的出现,这是一个轻量级的任务。例如,我们邻近的星系仙女座也有一个超大质量的黑洞,但它比我们的重了50倍。

基本上所有大星系都有中心大质量黑洞。我们不知道为什么会这样,但是我们知道这很重要,而且这些怪物的成长阶段很可能会影响整个银河系。

了解黑洞与宿主星系之间相互作用的影响是现代天体物理学中最热门的主题之一。

一些黑洞比其他黑洞更活跃

但是,如果我们从整个宇宙望出去,我们只会看到少数几个星系似乎有“活跃的”黑洞。所谓活跃,是指旋入黑洞的气体和恒星形成极热的气体环。

这个被称为吸积盘的环变得非常热,以至于它驱使射流,风和辐射光束穿过整个银河系。这些爆炸的影响在更大的星系中尤其令人印象深刻。

几十年来,澳大利亚的射电望远镜测绘的射流远大于中间的可见星系。

半人马座星系A中的射流在天空中延伸超过10度-彼此相邻的20个满月的大小。考虑到半人马座A距离一千万光年,这是非常了不起的。

黑洞吸积盘发出的辐射束在数千年间向不同的方向旋转。图片来源:Phil Hopkins /加州理工学院

银河系爆炸

大约三百万年前,我们的直接祖先afaruslopithecus afarensis走过了地球。他们很可能朝射手座抬起头来,看到锥状的光线从银河系向侧面射击,比夜空中的任何星星都要亮。

灯光秀在人的时间尺度上将显示为静态光束,仅在数千年的时间尺度上闪烁。如今,这一巨大事件的唯一可见残留是沿着遥远的麦哲伦流所产生的冷却气体。

那么,如果爆炸喷头直接对准我们,地球上的生命将如何发展?这是一个有效的问题,因为我们认为吸积盘的旋转轴在轻质超大质量黑洞中疯狂地翻转。

如果光束指向太阳系,那么喷气机将不得不穿过银河系盘,这将需要大约一千万年的时间才能到达我们。

因此,更古老的爆炸可能会产生尚未到达我们的强大射流。

但是我们不必担心-在最高峰时,射流到达我们时的强度不可能超过最活跃的太阳耀斑。众所周知,它们会击落卫星,并对太空行走的宇航员构成威胁,但我们自己的大气层在很大程度上保护了我们在地球上的安全。

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