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黑洞周围环绕着气态“喷泉”,而不是“甜甜圈”

了解关于超大质量黑洞的最新发现如何揭示类似于喷泉而不是甜甜圈的动态圆形模式。

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CO分子气体和C原子气体分布在黑洞周围,分别以橙色和青色显示。来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Izumi et al.

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黑洞喷泉

曾经是甜甜圈的地方,现在可能变成了喷泉。 不幸的是,这不是字面意思,但新的天文观测正在改写科学家对黑洞周围区域的看法,而新的证据似乎强烈地倾向于远离这种早晨的美味。

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科学家估计,大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞,它以巨大的引力吸引着周围的一切。 到目前为止,天文学家认为,物质在落入黑洞之前,会堆积成一种看起来像宇宙甜甜圈的结构。

日本国家天文台 (NAOJ) 的研究员 Takuma Izumi 领导了一个天文学家团队,他们使用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 观测了距离地球 1400 万光年的长蛇座星系中心的超大质量黑洞。 在他们的研究中,他们发现黑洞周围的物质实际上看起来非常不同。

宇宙比较

该团队将他们的观测结果与他们创建的模拟气体落向黑洞的计算机模拟进行了比较。 当他们将观测结果与模拟结果进行比较时,他们发现天文学家之前认为的黑洞周围的刚性“甜甜圈”结构实际上根本不是固体的。 相反,他们发现了一种动态的圆形气体模式,类似于喷泉。

当冷气体落向黑洞并形成一个盘时,就会产生这种“喷泉”。 随着气体越来越靠近黑洞,它开始升温并分解成单个分子,然后分解成原子和离子。 一些热原子被黑洞吸收,但有些从圆盘上方喷射出来,有些从下方喷射出来。 然后,这些原子落回圆盘上,形成一个三维结构,不断循环热气体的分子和原子。 最好的陆地类似物可能是你城市公园里的喷泉。

“通过使用 ALMA 研究冷分子气体和暖原子气体的运动和分布,我们证明了活动黑洞周围所谓的‘甜甜圈’结构的起源。 基于这一发现,我们需要改写天文学教科书,”Izumi 在一份声明中补充道。

这一发现完全改变了一些人曾经认为是天文事实的东西。 尽管如此,这是研究人员第一次提出这些甜甜圈实际上是喷泉,因此该说法可能会面临进一步的审查。

这项工作发表在《天体物理学杂志》

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