一組科學家宣布，他們首次探測到了來自一種被稱為“超高速噴流 ”的現(xiàn)象的伽馬射線。科學家們相信，這些噴流在調(diào)節(jié)黑洞本身及其宿主星系的增長方面發(fā)揮著重要作用。

研究人員利用美國宇航局(NASA)費米伽瑪射線太空望遠鏡上的大面積望遠鏡收集的數(shù)據(jù)，以及結(jié)合了太弱而無法單獨觀測的信號的堆疊技術，在幾個附近的星系中檢測到了來自“超高速噴流 ”的伽馬射線。這個團隊，包括來自芝加哥大學、克萊姆森大學、查爾斯頓學院和其他許多人的科學家，于2021年11月10日在《天體物理學雜志》上發(fā)表了這些結(jié)果。

他們表示，這些結(jié)果應該有助于了解在我們自己的銀河系形成和成長過程中發(fā)生了什么。

“我們的伽馬射線觀測顯示了超大質(zhì)量黑洞如何將大量的能量轉(zhuǎn)移到它們的宿主星系，”克萊姆森大學的博士后研究員、該研究的負責人Chris Karwin說。“盡管這些風很難探測到，但人們認為它們在大質(zhì)量黑洞和宿主星系本身的成長過程中起著重要作用。”

類似海嘯的風

每個星系的中心都有一個超大質(zhì)量的黑洞。有些是休眠狀態(tài)。其他的則被稱為活躍星系核，它們是活躍的，這意味著它們吸納并"吃掉"周圍的物質(zhì)。

但與流行的假設相反，黑洞并不是真的吞噬它們附近的一切。克萊姆森大學副教授Marco Ajello說：“黑洞就像強大的吸塵器，它們會噴出一些靠近它們的污物，而不是吸走所有東西。”他是這項研究的共同負責人。“這些噴射物，即類似海嘯的風，是由高度電離的氣體組成的。”

當這些氣體與存在于恒星系統(tǒng)之間的物質(zhì)相互作用時，會產(chǎn)生強大的沖擊波。Karwin解釋說，通過這種方式，黑洞將大量的能量轉(zhuǎn)移到它們的宿主星系。他說：“這些超快的外流就像一個活塞，實際上將被稱為宇宙射線的帶電粒子加速到接近光速的水平。”

這些宇宙射線繼續(xù)與宿主星系中的粒子碰撞，最終產(chǎn)生科學家們探測到的伽馬射線。

“這種伽馬射線發(fā)射編碼了大量的信息，”芝加哥大學的研究生、該論文的共同作者Rebecca Diesing說：“這包括它是如何進化的，它是如何加速宇宙射線的，以及它是如何與宿主星系中的物質(zhì)互動的。”

與芝加哥大學天文學和天體物理學系的副教授Damiano Caprioli合作，Diesing開發(fā)了最先進的計算建模技術來計算粒子如何在天體物理環(huán)境中被加速，特別是在風產(chǎn)生的強大沖擊波處，以及這種能量非常高的粒子如何發(fā)射伽馬射線。這些信息加在一起，有助于理解這些超高速噴流是如何演變的。

這些超高速噴流以多種方式影響它們周圍的星系。例如，科學家們認為這些超高速噴流向星系注入了能量，這些能量分解了氣體云，否則這些氣體云可能會形成恒星并為超大質(zhì)量黑洞提供能量。Diesing說：“這成為一個自我調(diào)節(jié)的過程，它在物理上將超大質(zhì)量黑洞與它們的宿主星系聯(lián)系起來，使它們一起成長。”

Ajello說：“星系中心的黑洞和星系本身有一個機制，使其質(zhì)量共同增長--這就是這個機制。”

關鍵詞： 科學家 伽馬射線 超高速噴流 宿主星系