美国国家航空航天局利用传统数据和新技术发现“侧面”黑洞 _美国

显示星系NGC 5084结构的图像，钱德拉X射线天文台的数据叠加在星系的可见光图像上。钱德拉的数据以紫色显示，显示了四股热气流，这些热气流来自一个在星系核心旋转的超大质量黑洞。来源：X射线：NASA/CXC ， A.S.Borlaff，P.Marcum等人。；光学全图：M.Pugh，B.Diaz；图像处理：NASA/USRA/L.Prodfit
据美国国家航空航天局（艾比·塔伯，弗兰克·塔瓦雷斯，亚伦·麦金农）：美国国家航空航天局的研究人员发现了一个令人困惑的黑洞案例，该黑洞似乎“翻倒”了，相对于其周围的星系以意想不到的方向旋转。这个星系名为NGC 5084，多年来一直为人所知，但其中心黑洞的侧面秘密隐藏在旧的数据档案中。这一发现是由美国国家航空航天局位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心开发的新图像分析技术实现的，该技术可以重新审视该机构钱德拉X射线天文台的档案数据。
使用新方法，艾姆斯的天文学家意外地发现了四股长的等离子体羽流——高温带电气体——从NGC 5084发出。一对羽状物在星系平面的上方和下方延伸。令人惊讶的第二对，与第一对形成“X”形，位于星系平面本身。星系中不常发现热气体羽流，通常只存在一两个。
艾姆斯研究科学家Alejandro Serrano Borlaff及其同事开发了揭示星系NGC 5084这种意想不到的特征的方法，以检测世界上最强大的X射线望远镜数据中的低亮度X射线发射。他们在钱德拉望远镜的数据中看到的东西似乎很奇怪，以至于他们立即寻求证实，挖掘了其他望远镜的数据档案，并要求两个强大的地面天文台进行新的观测。

哈勃太空望远镜拍摄的星系NGC 5084核心的图像。靠近中心的一条黑暗的垂直线显示了围绕核心运行的尘埃盘的曲线，其存在表明内部有一个超大质量黑洞。圆盘和黑洞的方向相同，完全偏离了星系的水平方向。图像：美国国家航空航天局/STScI ， M.A.Malkan，B.Boizelle ， A.S.Borlaff 。HST WFPC2、WFC3/IR/UVIS 。
令人惊讶的第二组羽流是这个星系存在超大质量黑洞的有力线索，但可能还有其他解释。美国国家航空航天局哈勃太空望远镜和智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的存档数据揭示了NGC 5084的另一个怪癖：一个小的、多尘的、围绕银河系中心旋转的内盘。这也表明那里存在一个黑洞，令人惊讶的是，它与整个星系的旋转成90度角；从某种意义上说，圆盘和黑洞是侧躺的。
对NGC 5084的后续分析使研究人员能够使用广泛的电磁波谱来检查同一星系，从哈勃望远镜看到的可见光到ALMA和新墨西哥州索科罗附近的国家射电天文台扩展甚大阵列观测到的较长波长。
“这就像看到一个有多种光线的犯罪现场，”Borlaff说，他也是报告这一发现的论文的第一作者。“把所有的照片放在一起显示，NGC 5084在最近的过去发生了很大的变化。”
美国国家航空航天局研究科学家亚历杭德罗·塞拉诺-博拉夫：这就像看到一个有多种光线的犯罪现场。
艾姆斯大学的天体物理学家、该发现的合著者帕梅拉·马库姆补充道：“在一个星系中检测到两对X射线羽流是非同寻常的。” 。“它们不同寻常的十字形结构和‘翻转’的尘埃盘的结合，让我们对这个星系的历史有了独特的见解。”
通常，天文学家期望从大星系发射的X射线能量以大致球形的形状均匀分布。当它不是时，比如当它集中在一组X射线羽流中时，他们知道在某个时候，一个重大事件扰乱了银河系。
它历史上可能发生的戏剧性时刻可以解释NGC 5084的黑洞和双羽流，包括与另一个星系的碰撞，以及从银河系平面的顶部和底部喷出的过热气体烟囱的形成。
需要更多的研究来确定是什么事件导致了这个星系目前的奇怪结构。但很明显，NGC 5084前所未有的结构是由于档案数据（其中一些已有近三十年的历史）与新颖的分析技术相结合而发现的。
介绍这项研究的论文发表在12月18日的《天体物理学杂志》上。该团队开发的图像分析方法——称为超噪声天文信号的选择性放大，或SAUNAS——于2024年5月在《天体物理学杂志》上进行了描述。