黑洞消灭了它的邻居

艺术家绘制的超大质量黑洞(SMBH)。遥远星系中的超大质量黑洞将吸积盘中的所有物质喷射出来，抹掉大片区域。图片来源：uux.cn/ESA

根据《今日宇宙》 (Evan Goff) 的说法：我们无法直接看到它们，但我们知道它们在那里。超大质量黑洞可能位于所有大质量星系的中心。它们压倒性的引力将物质拉向它们，它们聚集在吸积盘中，等待穿过事件视界并被遗忘。

但在一个星系中，超大质量黑洞被食物噎住并吐出来，高速传送物质并清理了整个社区。

自20 世纪60 年代初期以来，我们就知道大型星系的中心存在某种东西，当时天文学家在一个巨大的椭圆星系的中心发现了一个无法解释的射电源。天文学家认为它是一颗恒星，但它的光谱没有意义。因为它距离我们很远，大约24亿光年，这意味着它正在辐射数百个星系的能量。物体以不同的速率发光，术语类星体（类星体）用于描述它们。

在接下来的几年里，更多的类星体被发现，最终天文学家意识到落在巨大而致密的物体上的气体可能会产生他们所看到的东西。进一步的研究表明，气体在物体周围形成一个旋转盘，称为吸积盘。天文学家还观察到银河系中心附近恒星的奇怪运动，只有大质量物体才能解释它们的速度和运动。

直到20 世纪70 年代，天文学家还认为如此巨大的物体位于银河系中心。 1974年，天文学家发现了它，并将其命名为Sagitar A。最终，越来越多的证据表明超大质量黑洞位于大多数（如果不是全部）大质量星系的中心。我们现在了解了吸积盘、黑洞和活动星系核（AGN）之间的联系，活动星系核是积极消耗物质并发射大量辐射的黑洞。

以下是当前SMBH的一些照片。它们是潜伏在星系中心的巨大而致密的物体。它们的质量可以达到数亿甚至数十亿太阳质量。 SMBH 吸引物质并将其收集在吸积盘中。圆盘升温并发出辐射，纠缠磁场导致天体物理喷流向两极喷射。

艺术家对带有旋转吸积盘和天体物理喷流的超大质量黑洞的印象。致谢：uux.cn/NOIRLab/NSF/AURA/J.达席尔瓦

并非吸积盘中的所有物质都逃离了事件视界。 SMBH 仅消耗磁盘材料的一小部分。一旦达到爱丁顿极限，剩余的气体就会落入太空，并将一些气体带到星系的中心。

天文学家在马卡里安817 星系中发现了一个遥远的超大质量黑洞，它打破了这张图像。在SMBH吸积盘之外，中性气体和尘埃形成一个环面。在同一区域，星际恒星形成气体云位于超大质量黑洞的引力范围之外。遥远的超大质量黑洞以如此高的速度向太空发射大量物质，以至于消除了该地区的所有气体。抑制银河系中心的恒星形成。

研究结果发表在新研究《天体物理学杂志快报》 中。标题是“Seifert 1.2 Markarian 817 对模糊的亚爱丁顿状态的强烈反馈”。主要作者是密歇根大学本科生研究员米兰达·扎克(Miranda Zucker)。

天文学家此前曾发现超大质量黑洞能够将物质推离银河系中心。他们将这种现象称为“黑洞风”，并在极其明亮的吸积盘周围检测到了这种风，这些吸积盘已经达到了它们可以积累的物质的极限。黑洞将多余的物质喷射到太空中。

然而，Markarian 817 的圆盘不是很亮。这意味着它不应该处于爱丁顿极限或质量累积极限内。根据宣布这一发现的新闻稿，这只是一种“零食”。

“如果你把风扇开到全速，你可以体验到非常高的风速。在我们研究的Markarian 817 星系中，风扇以较低的速度旋转，”研究合著者、 的米兰达·扎克(Miranda Zucker) 说。即使设置打开，它仍然产生令人难以置信的高能量风。 ”

用科学术语来说，这些风被称为超高速外流（UFO）。不明飞行物的飞行速度高达每小时数百万英里，天文学家发现这些风来自已达到爱丁顿极限的吸积盘。但这是不同的。

“经常检测到高于爱丁顿极限的不明飞行物。这些结果表明，即使在中等爱丁顿分数下，黑洞吸积也可能形成宿主星系，”作者在研究中写道。

黑洞吸积和由此产生的不明飞行物可能会吹走所有气体，抑制银河系中心附近的恒星形成。强风也会剥夺SMBH的燃料，并且如果没有新的气体来供给吸积盘，它发出的光就会少得多。

“观测到超快风非常罕见，更罕见的是探测到具有足够能量来改变其所在星系特性的风。Markarian 817 在不活动期间会产生这些风大约一年。“这表明黑洞可以意大利罗马特雷大学的天文学家埃利亚斯·卡蒙补充道：“它们的宿主星系数量比之前想象的要多得多。”

一些望远镜和天文台对这一发现做出了贡献。当吸积盘中的材料被加热时，就会发射X 射线。但当研究人员利用NASA 的斯威夫特天文台观察Markarian 817 时，几乎没有检测到X 射线。 “X光信号太弱了，我确信我做错了什么！”主要作者米兰达·扎克(Miranda Zucker) 惊呼道。

但斯威夫特并不是最好的X 射线天文台。因此天文学家求助于欧洲航天局的XMM-牛顿X 射线天文台。这些观察结果表明，Markarian 817 的UFO 阻挡了来自紧邻黑洞的SMBH日冕的X射线。另一个X 射线天文台，NASA 的NuSTAR 望远镜，证实了这一观察结果： 个X 射线只是被遮蔽了。

Markarian 817 的UFO 只持续了大约一年。但在这个过程中，银河系的中心发生了变化。这项研究清楚地详细展示了黑洞及其宿主星系如何相互塑造并强烈影响彼此的演化。

这项研究还揭示了为什么在包括银河系在内的一些星系的中心没有太多活跃的恒星形成。中心的超大质量黑洞吹走恒星形成气体。然而，只有当不明飞行物足够强大并且持续时间足够长时，这种情况才会发生。

超大黑洞的吸积和反馈，以及它们如何形成容纳它们的星系，是天体物理学家渴望了解更多的东西。在这种情况下，ESA 的XMM-Newton 在识别Markarian 817 事件中发挥了关键作用。

Norbert Schaltl 是XMM-Newton 的项目科学家。尽管没有直接参与这项研究，Schartel 谈到了XMM-Newton 在破译超大黑洞附近发生的事情方面的重要性。

“黑洞研究中许多未解决的问题都是通过持续几个小时的长期观测来捕捉重要事件而发现的。这凸显了XMM-牛顿任务对未来的重要性。其他任务将使用“它的高级组合”提供灵敏度和长期、不间断的观察，”Schartel 说。