天文学家揭示了黑洞泵送的冷分子气体

时间：2022-02-16 09:25:06 来源：

X射线（蓝色），氢线发射（红色）和光学（黄色）中明亮的星系星团Abell 2597的图像。天文学家使用从毫米到X射线的多波长观测得出的结论与预测一致，认为该星系既从周围环境中吸收气体，又从其超大质量黑洞中喷出物质，因此就像宇宙喷泉一样。

大多数星系位于包含数以千计的其他星系的星团中。例如，我们的银河系属于约50个星系的本地群，而另一个大型成员仙女座星系（Andromeda galaxy）距离我们约有230万光年。团簇是宇宙中质量最大的受重力束缚的物体，并且以“自下而上”的方式形成（根据当前的思想），首先形成较小的结构，而暗物质起着重要的作用。然而，它们究竟如何生长和演化取决于几个相互竞争的物理过程，包括热的团簇内部气体的行为。

星系Abell 2597位于星团中心附近，距离星团中心约10亿光年，位于星团气体的炽热星云（数千万度）中。天文学家长期以来一直认为，像Abell 2597周围的等离子这样的星系间物质可以掉落到星系上，使其冷却，并为星系的恒星形成提供新鲜的物质。然而，他们还发现了相反的活动：星系的中央超大质量黑洞正在将物质射流喷出回到热的团簇内部介质中。CfA天文学家Grant Tremblay，Paul Nulsen，Esra Bulbul，Laurence David，Bill Forman，Christine Jones，Ralph Kraft，Scott Randall和John ZuHone领导了一个大型团队，研究使用Abell 2597的热气行为和这些竞争过程广泛的观测范围，包括新的和档案ALMA毫米波观测，光谱学和深钱德拉X射线天文台图像。

敏感而广泛的数据集使科学家能够探测热气的热力学特征和运动（包括流入和流出的气流），星系中冷，恒星形成的尘埃云以及所有这些成分的相对空间排列。他们为模型提供了详细的支持，包括热物质进入星系并随后转化为新恒星，以及由中央超大质量黑洞喷流带动的气体外流。他们表明，在这个星系中实际上发现了冷物质和热物质（尽管它们具有不同的密度），冷气云很可能进入黑洞，并且显然与从原子核喷出的强大射流耦合。结果是，Abell 2597心脏的分子和离子化星云被他们称为星系规模的“喷泉”：冷气排入由位于中心的黑洞形成的储层中，这为流出的射流提供了动力反过来，后来又冷却又下沉，又下雨了。由于流出的物质移动得不够快，无法逃脱银河的引力，因此他们得出结论，这个引人注目的银河喷泉似乎很长寿。这也可能是这些大型星团中的常见现象，有助于解释星系的宇宙演化。

出版物：G. R. Tremblay等人，“黑洞泵送的银河规模的冷分子气体喷泉”，ApJ，2018年； doi：10.3847 / 1538-4357 / aad6dd

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