詹姆斯·韦伯太空望远镜在超大质量黑洞附近发现了一个激波 _太空

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的ESO 428-G14星系的三色图像。（图片来源：NASA/ESA/JWST）
据美国太空网（Robert Lea）：利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），天文学家对一个遥远的超大质量黑洞周围的尘埃和气体结构进行了成像，实际上发现了一个“冲击”特征。
该团队发现，加热这团旋转的气体和尘埃云的能量实际上来自与以接近光速飞行的气体射流的碰撞，或“冲击” 。此前，科学家们认为加热这团尘埃的能量来自超大质量黑洞本身，这使得这是一个意想不到的转折。
这个特殊的超大质量黑洞的银河系家园是ESO 428-G14，这是一个距离地球约7000万光年的活动星系。“活动星系”一词意味着ESO 428-G14拥有一个中心区域或“活动星系核”（AGN），由于存在一个贪婪地吞噬周围物质的超大质量黑洞，它在电磁波谱中发出强大而强烈的光。
银河活动、环和外流调查（GATOS）合作的成员发现了令人震惊的AGN，他们正在使用专门的JWST观测来研究附近星系的中心。
纽卡斯尔大学高级讲师、GATOS团队成员David Rosario在一份声明中表示：“关于AGN如何将能量转移到周围环境中，存在很多争论。” 。“我们没想到会看到无线电喷气式飞机造成这种破坏。然而，它就在这里！”

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的ESO 428-G14星系的三色图像。（图片来源：NASA/ESA/JWST）
揭开“嘈杂”黑洞的秘密
所有大星系都被认为有中心超大质量黑洞，其质量从太阳的数百万倍到数十亿倍不等，但并非所有这些黑洞都位于活动星系核中。
以银河系为例。我们银河系的超大质量黑洞人马座A*（Sgr A*）被如此少的物质包围，以至于它的物质“饮食”相当于人类每百万年靠一粒米生存。这使得Sgr A*（质量约等于430万个太阳）成为一个“安静”的黑洞，但它肯定有一些嘈杂的邻居。
以银河系Messier 87（M87）中心的超大质量黑洞为例，它距离我们约5500万光年。这个黑洞M87*不仅比Sgr A*大得多，质量相当于大约65亿个太阳，而且它还被大量的气体和尘埃包围着，并以此为食。
这个物质不能直接落入M87*，因为它携带角动量。这意味着它在超大质量黑洞周围形成了一个旋转的扁平气体和尘埃云，称为“吸积盘”，逐渐为其提供能量。

一幅插图显示，超大质量黑洞位于吸积盘的中心。（图片来源：Mark Garlick/科学图片库/Getty Images）
超大质量黑洞不会像坐在高脚椅上的宇宙婴儿一样被动地坐在吸积盘中等待喂食。这些宇宙泰坦的巨大引力影响在吸积盘中产生了巨大的潮汐力，创造了将其加热到1800万华氏度（1000万摄氏度）的虚构。
这导致吸积盘发出明亮的光芒，为AGN的部分照明提供动力。这些宇宙泰坦的巨大引力在吸积盘中产生了巨大的潮汐力，创造了将其加热到1800万华氏度（1000万摄氏度）的小说。
但这还不是全部。
就像一个行为不端的蹒跚学步的孩子一样，并非所有超大质量黑洞的“食物”都进入了它的“嘴里” 。强大的磁场将吸积盘中的一些物质引导到黑洞的两极，在这个过程中，这些带电粒子被加速到接近光速。就像你的孩子向你扔食物一样。
从黑洞的两极，这种物质以平行的天体物理射流的形式向外爆发。这些喷气式飞机还伴随着电磁波谱中的光发射，尤其是在无线电波中。
由于这些贡献，AGN可以如此明亮，以至于它们比周围星系中每颗恒星的组合光都要亮。

显示由射流加热的灰尘（右）和由辐射场加热的灰尘的影响的图表（图片来源：纽卡斯尔大学）
活动星系核周围的尘埃通常会通过吸收可见光和其他波长的电磁辐射来阻挡我们对其心脏的观察。然而，红外光可以让这些尘埃溜走，JWST可以方便地在红外线中看到宇宙。这意味着强大的太空望远镜是窥探活动星系核中心的完美工具。
当GATO团队为ESO 428-G14做这件事时，他们发现超大质量黑洞附近的尘埃正在沿着它的喷流扩散。这揭示了喷流和尘埃之间意想不到的关系，表明这些强大的外流可能是加热和塑造尘埃的原因。
进一步研究超大质量黑洞周围的喷流和尘埃之间的联系，可以揭示这些宇宙泰坦对形成星系的影响，以及物质在活动星系核中的回收方式。
纽卡斯尔大学数学、统计和物理学院的博士生Houda Haidar说：“有机会在其他人之前使用JWST的独家数据并访问这些令人惊叹的图像，这太令人兴奋了。” 。“能成为GATOS团队的一员，我感到非常幸运。与该领域的顶尖专家密切合作确实是一种荣幸。”
该团队的研究发表在《皇家天文学会月刊》上。