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活跃星系核“统一模型”确认
2022-02-21 16:29:01 来源:科技日报

近日,一个国际天文学家团队通过欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪上的matisse仪器,在星系ngc1068中心观测到宇宙尘埃环,其间隐藏着一个超大质量黑洞。该发现证实了30年前的理论预测,并提供了对“活跃星系核”机制的新见解。

活跃星系核是一类中央核区活动性很强的系外星系。这些星系显得比普通星系活跃,在从无线电波到伽玛射线的全波段里都发出很强的电磁辐射,是宇宙中最明亮、最神秘的物体之一。20世纪90年代以来,科学家们依据理论和观测建立了活动星系核“统一模型”,即中央是一个黑洞,周围的物质受到引力作用下落,在黑洞周围形成了吸积盘。而物质盘旋向黑洞的过程中往往释放出巨大的能量。

现在,一个国际研究团队,通过欧洲南方天文台甚大望远镜干涉仪的matisse仪器,在3到12微米的红外波长范围内对星系ngc1068中心进行极其详细的观测,发现一个厚厚的由宇宙尘埃和气体组成的环,其间隐藏着一个超大质量黑洞。这是活跃星系核的工作原理以及外观研究迈出的关键一步。相关成果以荷兰莱顿大学的维奥莱塔·加梅斯·罗萨斯为第一作者发表在《自然》杂志上。

这一发现是对已经提出近30年的活跃星系核“统一模型”理论的重要支持。该理论认为,所有活跃星系核尽管存在差异,但都具有相同的基本结构:一个被厚厚的尘埃环包围的超大质量黑洞。根据这个模型,活跃星系核外观差异是由于从地球上观察黑洞及其厚厚的气体和尘埃环造成的。人们看到的图像取决于环遮蔽了多少,在某些情况下它会完全遮蔽我们视野中的黑洞。

维奥莱塔·加梅斯·罗萨斯说:“尘埃云的实际性质,其在饲育黑洞中的作用,以及从地球上看它们外观的形成,一直是过去30年活跃星系核研究的核心问题。虽然没有单一的观测结果可以回答所有问题,但已经朝着了解活跃星系核的工作原理迈出了重要的一步。我们的结果有助于更好地了解活跃星系核的内部运作。它们还可以帮助我们更好地了解银河系的历史。银河系的中心有一个超大质量黑洞,过去可能一直很活跃。”

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临近星系中心的黑洞,周围遮挡着浓密的尘埃。它们有什么用处呢?现在科学家告诉你,通过观察这些尘埃,他们确认了活跃星系核的“统一理论”。活跃星系核本来就被认为是星系的“高能区域”,可能由超大质量黑洞驱动。但人类对它的观测视线,时不时就被围绕和涌入中央黑洞的尘埃环遮挡。现在,科学家索性好好研究下这团尘埃云,并利用高分辨率仪器拿到了一份“最佳视图”。这一成果,提供了研究活跃星系核的新机遇。

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