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標  題: [新聞] 黑洞或受制於高速等離子流：時速3.5億公
發信站: 批踢踢實業 (2012/03/05 Mon 16:05:40)

黑洞或受制於高速等離子流：時速3.5億公里
http://tech.sina.com.cn/d/2012-03-03/09066797558.shtml

http://goo.gl/Hp9Jw
　超大質量黑洞可以產生較窄的粒子流（橘色）和相對較寬一些的氣體噴流（藍灰色），
即所謂的超高速外向噴流。這一機制非常強大，足以對星系內恆星形成和黑洞的發育過程
產生影響

　　新浪科技訊北京時間3月3日消息，據物理學家組織網站報導，星系中央黑洞的質量和
其核心部位巨大核球中恆星的運行速度之間存在的相互關係多年來讓天文學家們困惑不已
。現在，一個由美國宇航局戈達德空間飛行中心的弗朗西斯•湯貝西(Francesco
Tombesi)領導的國際天文學家小組近期確認了一種新型的黑洞驅動的外向噴流，這種噴流
的力量足夠強大，分佈也足夠常見，可以解釋這兩者之間存在的這種聯繫。

　　大多數大型星系的中央都擁有一個質量達數百萬倍太陽質量的黑洞，但擁有巨型黑洞
的星系在其核球內部通常也會擁有高速運動的恆星。這一聯繫暗示在黑洞與恆星在該區域
的形成機制之間存在某種聯繫。一個巨型黑洞的行為可以對一片遠比太陽系範圍廣闊地多
的區域施加強烈的影響，但是我們尚缺乏足夠的線索去解釋這種行為是如何對星系核球產
生影響的。一般而言這樣的星系核球涵蓋的範圍要比黑洞的影響範圍大數百萬倍。湯貝西
說：“這確實是一道謎題。所有線索都指向超大質量黑洞，認為它一定擁有某種手段在驅
動著這種背後的聯繫，但直到現在我們才開始了解這種手段。”

　　黑洞通過逐漸吞噬分佈於其周遭吸積盤中的氣體塵埃物質而獲取能量。這個炙熱的物
質盤位於一片高能粒子構成的暈中，這個暈結構和吸積盤本身都是強烈的X射線輻射源。
在吸積盤內側，常常有物質流會在黑洞劇烈引力作用下被改變方向，轉而被向外拋射出去
。這些物質流被向外拋出的速度可達光速的一半左右，並且計算機模擬顯示其結構仍然可
以維持一道窄的流體形式，最終其大部分能量可以一直延伸到星系中的恆星新生區外側很
遠的區域。

　　天文學家們擔心自己是否錯過了什麼。在過去10多年間，有關一種新型的黑洞驅動噴
流開始浮出水面。在一些活動星系中心位置，X射線波段觀測顯示離子態鐵元素的波長上
存在吸收譜線。這表明在這一X射線輻射源前景方向必然存在溫度較低的氣體雲團。並且
這些吸收線還顯示藍移跡象，這就意味著這一氣體雲團正向著我們的視線方向靠近。

　　在兩項先前進行的研究中，湯貝西和他的同事們證明了這一低溫雲團代表了一種新型
外向噴流。在最近的一項已經發表在2月27日出版的《皇家天文學會月報》上的研究中，
科學家們將目標鎖定距離較近的42個活動星系，並使用歐洲XMM-牛頓X射線空間望遠鏡對
這些所謂“超高速外向噴流”(簡稱“UFOs”)進行了觀測。這42個觀測目標是依據美國宇
航局“羅希X射線計時探測器”(RXTE)觀測獲得的全天星表選擇的。全部這些觀測目標距
離我們都不超過13億光年。

　　結果顯示在所有觀測的星系中，有大約40%存在這種外向噴流，這說明這種噴流是一
種較為常見的現象。平均而言，這一低溫氣體雲團和星系中央背景之間的距離不會超過
0.1光年。而這些噴流的平均速度則大約為光速的14%，即大約每小時1.5億公里。研究還
指出要想維持這樣一道噴流所需的最低物質量約為一個太陽質量——這一數字和這些黑洞
吞噬物質的速率相吻合。

湯貝西說：“儘管這些噴流的速度相比粒子流要慢一些，但是這些噴流比起其它類型的星
系噴流，其速度則要快得多。這讓它們的力量顯得非常強大。 ”他說：“這些噴流擁有
扮演將黑洞的影響力擴展到星系層面的橋樑作用的能力。”

另一方面，由於這些強大的外向噴流不斷地將物質從黑洞周遭的吸積盤中帶走，它也起到
了限制黑洞成長的作用。與此同時，這些噴流向外延伸一直穿出到很遠的位置，它們會吹
走星系中恆星新生區域的氣體塵埃物質，從而導致這些區域的恆星誕生速率減緩甚至停滯
，因為這些氣體塵埃物質正是形成新生恆星的原始材料。這一機制恰好可以解釋黑洞和它
對應的星系核球中恆星行為之間的潛在聯繫。

湯貝西和他的小組期待在日本宇航局Astro-H X射線望遠鏡發射升空之後他們將有望進一
步加深對這種超高速外向噴流作用機制的理解。這一先進設備預計將於2014年發射升空。
而與此同時，湯貝西還打算將注意力集中在揭開這種強大噴流形成機制的問題上來，這一
問題是了解有關活動星係是如何形成，發展和成長的大圖景的關鍵一環。 (晨風)

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