天文學(xué)家對(duì)錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)感興趣

在半人馬座星系團(tuán)的中心，有一個(gè)被稱(chēng)為NGC 4696的大型橢圓星系。更深處還有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞埋藏在這個(gè)星系的核心之內(nèi)。

來(lái)自NASA的錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)(Chandra X-ray Observatory)和其他望遠(yuǎn)鏡的新數(shù)據(jù)揭示了這個(gè)巨大黑洞的細(xì)節(jié)，它距離地球1.45億光年。雖然黑洞本身并未被發(fā)現(xiàn)，但是天文學(xué)家正在研究它對(duì)其寄居的星系以及周?chē)蟮男窍祱F(tuán)的影響。

在某些方面，這個(gè)黑洞類(lèi)似于一顆跳動(dòng)的心臟，通過(guò)動(dòng)脈將血液向外泵入身體。同樣，黑洞可以將物質(zhì)和能量注入其宿主星系乃至更遠(yuǎn)的地方。

通過(guò)研究錢(qián)德拉X射線數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了NGC 4696中心超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的噴流中有高能粒子反復(fù)暴發(fā)的證據(jù)。這些暴發(fā)在充滿(mǎn)星系團(tuán)中星系際空間的熱氣體中產(chǎn)生了大量空腔。暴發(fā)也會(huì)產(chǎn)生激波，類(lèi)似于高速飛機(jī)產(chǎn)生的音爆。這些激波在星系團(tuán)中傳播了數(shù)萬(wàn)光年。

這種復(fù)合圖像包含了來(lái)自錢(qián)德拉的X射線數(shù)據(jù)(紅色)，其顯示了星系團(tuán)中的熱氣體，以及來(lái)自美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的Karl G.Jansky甚大陣的射電數(shù)據(jù)(藍(lán)色)，顯示了黑洞噴流產(chǎn)生的高能粒子。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的可見(jiàn)光數(shù)據(jù)(綠色)顯示了星系團(tuán)中的星系，以及星系團(tuán)外的星系和恒星。

天文學(xué)家對(duì)X射線數(shù)據(jù)進(jìn)行了特殊處理，以標(biāo)明在熱氣體中可見(jiàn)的九個(gè)空腔。這些空腔在另外的的圖像中被標(biāo)記為A到I，黑洞的位置用十字標(biāo)記。最近形成的空腔最靠近黑洞，被特別標(biāo)記為A和B。

研究人員估計(jì)，黑洞的這些暴發(fā)(或者說(shuō)“跳動(dòng)”)每五百萬(wàn)到一千萬(wàn)年出現(xiàn)一次。除了截然不同的時(shí)間尺度之外，這些跳動(dòng)也不同于典型的人類(lèi)心跳，它不會(huì)以特別規(guī)律的間隔發(fā)生。

X射線數(shù)據(jù)的另一種處理方法顯示了熱氣體中的一系列彎曲的、大致等間隔分布的特征。這些可能是由黑洞重復(fù)暴發(fā)產(chǎn)生的聲波造成的。在一個(gè)星系團(tuán)中，填充星系團(tuán)的熱氣體使產(chǎn)生的聲波得以傳播(盡管頻率遠(yuǎn)低于人耳所能探測(cè)的)。

半人馬座星系團(tuán)

半人馬座星系團(tuán)中的特征類(lèi)似于在英仙座星系團(tuán)中看到的漣漪。半人馬座的音調(diào)極其低沉，這個(gè)音調(diào)對(duì)應(yīng)于比中央C(261.626 Hz)附近低大約56個(gè)8度的不和諧音;相對(duì)于英仙座來(lái)說(shuō)略高(大約八度)。對(duì)這些彎曲特征的其他解釋包括湍流或磁場(chǎng)的影響。

黑洞暴發(fā)似乎也提升了在超新星暴發(fā)中產(chǎn)生的元素富集氣體的量。關(guān)于半人馬座星系團(tuán)的這項(xiàng)研究的作者者創(chuàng)建了一個(gè)地圖，顯示出了比氫和氦更重的元素的密度。地圖中更亮的顏色顯示了重元素密度最高的區(qū)域，較暗的顏色顯示了重元素密度較低的區(qū)域。因此，重元素密度最高的區(qū)域位于黑洞的右方。黑洞附近的重元素密度較低，這與通過(guò)黑洞相關(guān)的活動(dòng)將元素富集氣體排出星系團(tuán)中心的結(jié)論相一致。黑洞產(chǎn)生的能量也能夠阻礙大量熱氣體冷卻。同時(shí)這也阻礙了大量的恒星在氣體中形成。