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半人马座黑暗核心的漫长延伸

探索附近的星系半人马座 A,那里有一个巨大的 Cen A 黑洞正在喷射物质,揭示着宇宙的奥秘。

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我偶尔会因为一张照片而惊喜,它展示了我不知道的东西。当这份惊喜来自我以为我认识的天体时,我更爱它了!所以,请看看这张关于附近星系半人马座 A 的不可思议的照片,它隐藏着许多惊喜:

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[点击进入星系图,或获取4000 x 4000 像素版本,或者,如果你够大胆,可以下载到你的硬盘上:一张 8500 x 8400 像素、大小为 29MB 的图片!相信我:你绝对想要。] 这不令人惊叹吗?这张照片是由位于智利的 MPG/ESO 2.2 米望远镜拍摄的,一旦你被它的美丽所折服,你会发现这个星系,坦率地说,已经严重“损坏”了。Cen A 距离我们大约 1200 万光年,质量与我们的银河系大致相同,包含数千亿颗恒星。这些恒星的底层光芒就是图像中熟悉的椭圆形模糊背景,许多这类星系都有这种形状。[注意:这里看到的每一个单独的恒星都属于我们自己的银河系,因为我们位于银河系内部,正望向 Cen A。此外,明亮恒星旁边的小圆圈是相机内部的反射,并非真实存在。] 但是,看看中间那宽阔的黑暗区域!它遮挡了后面的恒星的光,因此可以确定那是一条尘埃带:我们经常在星系中看到的厚而平的复杂分子盘。但是……这在螺旋星系(如我们的)中很常见,却不常在像 Cen A 这样的椭圆星系中出现。所以一开始就有些奇怪。并且注意到尘埃带的两端似乎向相反方向弯曲;右侧向下弯曲,左侧向上弯曲。最有可能的是,这是因为Cen A 吞噬了另一个星系。确切地说:一个星系在不久前——嗯,在过去几千万年——与它发生了碰撞,而那个星系可能更像我们自己的星系,富含尘埃。在被吸收的过程中,尘埃从它那里被剥离,并沉淀成那个盘状结构。末端的扭曲是一种引力效应,最可能是碰撞本身造成的畸变。我们在其他附近有伴星系的星系中也看到过类似现象

当使用射电望远镜观测 Cen A 时,情况变得更加离奇:有两个巨大的物质喷流从星系核心喷射出来。此处的图像显示了这些喷流(点击放大)。Cen A 是一个非常强的射电波发射源;事实上,这就是它被称为 Cen A 的原因:在半人马座中最明亮的射电源。这些喷流的来源是星系核心的一个巨大黑洞。所有的大型星系都有一个,但 Cen A 的质量是太阳的 5500 万倍——几乎是我们银河系中心黑洞质量的 14 倍!所以它是一个“狠角色”。与我们的银河系黑洞不同,Cen A 的黑洞正在积极吞噬物质。大量的气体正在落入其中。当气体落入时,它形成一个扁平的盘状结构,变得非常非常热。数百万摄氏度。旋转的磁场和其他力将物质聚焦成双束,它们从盘状结构中高速喷射出来,产生射电波。我们称之为活动星系。这与我上面提到的碰撞和吞噬现象也相符:这种相互作用将大量的气体和尘埃倾泻到 Cen A 的中心,而黑洞在那里急切地吞噬它们。或者说“吞咽”,我猜。现在,我终于可以指出让我感到惊讶的部分了。虽然我们几十年来一直在射电图像中知道这些喷流,但你实际上可以在 ESO 的照片中看到它们!这是图像中显示左上角的一部分

看到了吗?那里有一个微弱、狭窄的线性特征,位于右下方,大致与左上方的更微弱、更宽的物质扇形(其本身在下方有一个更狭窄的线性物质流;可能是右下方主喷流的延续)对齐。从银河系这一侧的黑洞喷射出来的物质流已经撞击并压缩了沿途的气体,这些气体已经坍缩形成了恒星!红色光芒是一个确凿的证据;那是被嵌入其中的炽热恒星点亮的氢气发出的标志性信号。在我看来,这里看到的特征实际上是喷流的边缘,而不是中间。这对我来说很有道理,因为喷流会把物质推开,推到侧面,而那里的物质就会坍缩形成恒星。[更新:无意中,我认为我在银河系的另一侧也发现了同样的证据!在 4000 x 4000 的图像中,它大约在距离左侧 3240 像素、距离底部 960 像素处——略低于图像右中心明亮的橙色恒星。它周围有微弱的红色光芒,并且与上面讨论的明亮线性特征在同一条线上。这酷了。] 我不知道“普通”望远镜也能看到这些,所以这让我很惊讶(喷流压缩的物质之前在可见光——也就是我们看到的光——中被观测到过,但我认为没有这么清晰或细节如此丰富)。我以前写过关于这个星系的(见下面的相关帖子),但我从未见过这个。事实上,我看了几十张哈勃望远镜拍摄的 Cen A 的照片,但尽管那些照片很深邃,它们覆盖的星系范围并不大,所以我从未见过喷流。你只能看到成千上万的恒星,这仍然很酷。但恒星正在因这些喷流而形成的想法真是令人惊叹。我们喜欢把黑洞看作是纯粹的死亡和毁灭之源,但这有点不公平。事实上,它们可以是巨大规模的创造之源;在这种情况下,可以创造出数十万光年的区域。Cen A 是最近的椭圆星系,也是离我们最近的活动星系。这让我们能够很好地观察它的行为,并且它是这类天体的一个检验案例。它如此怪异这一事实增加了趣味性。而这张新的壮观图像表明,我们仍然可以从这个星系中看到和学到很多东西……并且提醒我不要因为已经见过很多次就认为理所当然。图片来源:ESO;ESO/WFI(可见光);MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss 等人(微波);NASA/CXC/CfA/R.Kraft 等人(X 射线)


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