NGC2663星系巨大黑洞噴流之音

宇宙之泉——NGC2663星系巨大黑洞噴流

天文學家探測到最大的黑洞噴流之一

藝術家繪制的黑洞噴流圖像。（圖片來源：NASA/JPL-Caltech）

該文章最初發表于《The Conversation》，並由該期刊授權給Space.com的Expert Voices: Op-Ed & Insights欄目。

盧克·巴恩斯(Luke Barnes)，西悉尼大學物理講師

米羅斯拉夫·菲利波維奇(Miroslav Filipovic)，西悉尼大學教授

雷·諾裏斯(Ray Norris)，西悉尼大學科學學院教授

韋利博爾·韋洛維奇(Velibor Velović)，西悉尼大學博士候選人

西悉尼大學的天文學家們發現了天空中最大的黑洞噴流之一。這個黑洞噴流具有超過一百萬光年的尺度，物質以接近光速的速度從黑洞中噴射而出。盡管攜帶著巨大的能量，但在星系之間廣袤的宇宙中，這股噴流並不總能如願以償地保持其運動狀態。

深入觀察：揭開巨大黑洞噴流之謎

距我們9300萬光年之遙的NGC2663星系，站在宇宙的尺度上看，就宛如我們的鄰居一般。如果將我們的銀河系比作一棟房屋，那麽NGC2663與我們之間僅有一兩個街區的距離。通過普通望遠鏡，我們可以觀察到其爲一個呈橢圓形的典型橢圓星系，其擁有的恒星數量大約是銀河系的10倍。

然而，當我們使用隸屬于澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的澳大利亞平方千米陣列探路者望遠鏡(ASKAP)——由36個相互連接的射電望遠鏡組成的超級望遠鏡網絡在西澳大利亞進行觀測時，則完全是另外一番景象：射電觀測揭示了NGC2663星系內一個由中央黑洞噴射的物質噴流。這股高能物質噴流的尺度是星系本身的50倍左右：如果我們能在夜空中用肉眼看到它，它將比月亮還要大。

雖然天文學家以前也發現過類似的噴流，但NGC2663的巨大尺度（橫跨一百萬光年以上）和與我們相對鄰近的距離使其成爲已知的天空中最大的噴流之一。

馬赫環

那麽，當ASKAP以其高精度和大功率在近距離上（從天文學角度來看）觀察銀河系外噴流時，我們究竟看到了什麽？

這項研究由西悉尼大學的博士生Velibor Velović領導，並已被《皇家天文學學會月報》接收發表。我們的宇宙演化圖像（EMU）調查顯示了兩個星系之間的物質對噴流側面的反作用力。這個過程類似于噴氣發動機中的一項效應。當氣體噴流穿過大氣層時，它會被周圍的氣壓從兩側推動。這導致噴流膨脹和收縮，同時伴隨著脈動。如下圖所示，我們在噴流中看到了形如鑽石的被稱爲“馬赫環”的周期性亮斑。隨著噴流物質壓縮，它們會更加明亮地閃爍。

NGC2663黑洞噴流與噴氣發動機的比較。上圖：ASKAP射電望遠鏡的觀測結果。下圖：在莫哈韋沙漠成功進行測試的甲烷火箭。（圖片來源：Mike Massee/XCOR，經過許可使用，作者提供）

迄今爲止最大的噴流

馬赫環不僅存在于噴氣發動機中，還可以在較小的星系尺度的噴流中被觀察到。我們曾觀察到噴流撞擊密集氣體雲，噴流物質穿過使得雲團發光。但側面受到約束的噴流是一種難以觀察到的較爲微小的效應。在NGC2663之前，我們還從未在如此巨大的尺度上觀察到這種效應。

這一發現告訴我們，NGC2663周圍的星際空間中蘊含足夠多的物質來對噴流的兩側施加壓力。同時，噴流會對這些物質加熱、增壓。這是一個負反饋循環：星際物質輸入到星系中，星系孕育黑洞，黑洞發射噴流，噴流減緩星際物質的供給。這些噴流影響著宇宙演化過程中氣體形成星系的過程。這種相互作用的直觀揭示，令人激動異常。

EMU調查還在嘗試發掘一種名爲“奇異射電環”的神秘天體，該調查正在繼續巡天。這股引人注目的射電噴流將很快與更多的新發現相互映襯。借此，我們將更好地了解黑洞如何密切影響周圍形成的星系。

該文章經授權轉載自《The Conversation》，根據知識共享許可重新發布。

相關知識（也是任務）

盧克·巴恩斯(Luke Barnes)是一位英國演員和劇作家，他創作了《教堂街》(Chapel Street)、《瓶頸》(Bottleneck)和《艾斯特德弗劇團》(Eisteddfod)等劇作。在《權力的遊戲》中，他扮演了拉斯特(Rast)這個角色，並于2010年7月6日確認出演該角色。第三季開始時，盧克·麥克尤恩(Luke McEwan)給自己起名爲“盧克·巴恩斯”。他的Twitter用戶名也同時更改爲“盧克·巴恩斯（麥克尤恩）”。

BY:Ray Norris

FY:鄭熙淩

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