山东
IT之家 9 月 21 日消息，天文学家对 9 个近域星系开展了观测研究，试图弄清星系中心超大质量黑洞产生的激波是如何塑造恒星形成过程的。
该研究团队选取了核心拥有活动星系核（AGN）的星系作为观测对象。活动星系核是明亮且动荡的区域；其动力来自星系中央的超大质量黑洞。这类黑洞质量可达太阳的数百万乃至数十亿倍，正在吞噬大量气体与尘埃。当能量从核心向外涌出、撞击周围被称作星际介质的气体云时，就会生成高速、强劲的激波。
这类激波也被叫做活动星系核反馈（AGN 反馈）。它们向周边环境注入巨量能量，搅动作为恒星形成原料的气体和尘埃。过去人们普遍认为，这类反馈作用会终止星系内部的恒星形成；但科学界很早就猜想，该过程同样也可以反过来触发恒星诞生，进而推动星系的成长与演化。这项新研究就详细还原了该现象发生的机制。
“我们由此看到，黑洞并不只是在星系中心吞噬物质；它们还在主动改造周遭环境。”哈佛‑史密森尼天体物理中心的研究成员莉萨 · 丘利（Lisa Kewley）在一份声明中表示，“这项研究帮助我们理解一套复杂的反馈循环，它在星系演化当中扮演十分关键的角色。”
超大质量黑洞：恒星的雕刻者
天文学家认为，所有大型星系的中心都存在超大质量黑洞，但并非全部都处于活跃状态。例如银河系核心的人马座 A*（Sgr A*）就相对沉寂。它吞噬物质的速率，差不多相当于一个人类每一百万年吃下一粒米。
另一些超大质量黑洞外围环绕着海量气体尘埃，还有扁平旋转的吸积盘持续向黑洞供给物质。黑洞极强的引力会在吸积盘内部制造巨大摩擦力，使得整个区域焕发出耀眼光芒，也就是活动星系核。
这类活动星系核向外释放辐射；而黑洞“进食”的过程本身并不高效，大量没有被吞噬的物质会沿着两极向外排出。物质以两股等离子体喷流的形式向外猛烈喷发，就如同黑洞打了一个响亮的“嗝”；喷流可以延伸数千光年之远。由此可见，超大质量黑洞与活动星系核对周边星际环境具备极强的影响力。
研究团队借助甚大望远镜（VLT）以及多单元光谱探测器（MUSE），观测那些正在吸积物质的活动星系核。
“当我们把观测分辨率提升之后就可以发现，黑洞除了吸积物质之外，同时还向外抛射物质。”来自该天体物理中心的朱培新（Peixin Zhu）在声明当中指出，物质向内吸积与向外喷射，二者是互相关联的。
科研人员开展三维分析，同时解析活动星系核及其周遭环境的三项要素：来自活动星系核的辐射；激波引发的星际介质激发；以及恒星形成活动。
观测结果显示，成弧形以及环状分布的新生恒星，大多出现在距离星系核心 2600‑20000 光年的范围。研究人员同时看到从吸积盘向外延展的辐射锥；高速激波既扫过星系中心区域，同时还会沿着垂直于辐射锥的方向传播出去。
该激波特征和喷流与星际介质相互作用的理论模型相吻合。团队提出，在喷流强度偏弱的星系当中，黑洞风同样也能够催生激波。
“激波最有意思的特点在于，它传播的方向总是垂直于黑洞向外流出物质的方向。”朱培新表示，该现象十分普遍，在被观测的 9 个星系里面都稳定出现。
该研究证实，正在活跃吸积的黑洞运行着一套复杂的吸积‑外流循环机制，并以此和宿主星系发生相互作用。科学家拆分解析该过程的各个环节之后，比以往更加清晰地还原了这套循环以及它如何影响恒星形成。
IT之家注意到，该团队的论文已于 9 月 14 日正式发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。
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