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钱德勒x射线天文台,钱德拉X射线天文望远镜
发布时间:2022-08-09

  在半人马座星系团的中心,有一个名为NGC 4696的大型椭圆星系。这个星系的核心还埋藏着一个超大质量黑洞。

  来自美国宇航局钱德拉X射线天文台和其他望远镜的新数据揭示了这个巨大黑洞的细节,它距离地球1.45亿光年。虽然黑洞本身尚未被发现,但天文学家正在研究它对宿主星系和周围更大的星系团的影响。

  在某些方面,这个黑洞类似于跳动的心脏,通过动脉将血液泵入体内。同样,黑洞可以将物质和能量注入其宿主星系以及更远的地方。

  通过研究钱德拉的X射线数据的详细信息,科学家们发现了NGC 4696中心超大质量黑洞产生的喷流中反复爆发高能粒子的证据。这些爆发在充满星系团星系际空间的高温气体中产生了大量空洞。爆发还会产生冲击波,类似于高速飞机产生的音爆。这些冲击波在星系团中传播了数万光年。

  这张合成图像包含来自钱德拉的X射线数据(红色),显示了星系团中的热气体,以及来自美国国家科学基金会Karl G.Jansky甚大阵列的无线电数据(蓝色),显示了黑洞喷流产生的高能粒子。哈勃太空望远镜的可见光数据(绿色)显示了星团内的星系,以及星团外的星系和恒星。

  天文学家对X射线数据进行了特殊处理,以显示高温气体中可见的九个空洞。这些空洞在其他图像中标记为A到I,黑洞的位置用十字标记。形成的最近的空洞离黑洞最近,特别标注为A和b。

  研究人员估计,这些黑洞的爆发(或跳跃)每五到一千万年发生一次。除了不同的时间尺度,这些心跳也不同于典型的人类心跳,它们不是以特殊的规律间隔发生的。

   X射线数据的另一种处理方法显示了热气体中一系列弯曲且大致等距的特征。这些可能是黑洞反复爆发产生的声波造成的。在一个星系团中,充满星系团的热气使得产生的声波传播开来(虽然频率远低于人耳探测到的频率)。

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  半人马座星系团的特征与英仙座星系团中的波纹相似。半人马座的音调极低,对应的是比中央C附近(261.626 Hz)低约568度的不协和音;相对英仙座略高(约八度)。对这些弯曲特征的其他解释包括湍流或磁场的影响。

  黑洞爆炸似乎也增加了超新星爆炸中产生的富含元素的气体的量。这项关于半人马座星系团的研究的作者绘制了一张地图,显示了比氢和氦重的元素的密度。地图中较亮的颜色表示重元素密度最高的区域,较暗的颜色表示重元素密度较低的区域。因此,重元素密度最高的区域位于黑洞的右侧。黑洞附近的重元素密度较低,这与富含元素的气体通过与黑洞有关的活动从星系团中心排出的结论是一致的。黑洞产生的能量也能阻止大量热气体冷却。也阻止了气体中大量恒星的形成。