两个巨大的黑洞咆哮着,在它们周围雕刻出巨大的空洞

cht 2023-01-28 3次阅读

  一篇关于两个巨大的黑洞在仙女座星系中心碰撞融合,从而播下混沌的可能性。

然而,正如你所料,它们不需要碰撞就能制造麻烦。

它们是超大质量黑洞。

麻烦无处不在。

什么可能会让你大吃一惊,他们是怪物。

他们咆哮。

  距离地球40亿光年的地方有一个名为RBS 797的星系团,这是数百个星系的集合,都围绕着它们共同的质心运行。

在那个中心是一个星系,它比其他星系更大更亮,毫无疑问,它是落入星系团引力中心的物质的恩人……这包括星系本身,它们向内移动,碰撞,并与位于星系团中心的不断增长的星系融合。

两个巨大的黑洞咆哮着,在它们周围雕刻出巨大的空洞.jpg

  我们知道所有大星系的中心都是大黑洞,质量是太阳的数百万或数十亿倍。

这对于位于星系团中心的星系来说更是如此;同样,因为它正好位于星团的质量中心,所有的东西都落在那里,包括其他星系和它们自己的黑洞。

  这个星系已经被认为是活跃的,也就是说,黑洞积极地以物质为食。

这种物质落入一个扁平的吸积盘,围绕着怪物旋转,摩擦使它变得非常热。

有时,锁定在圆盘中的磁场也会在中心产生一个漩涡,如此强大的磁场可以聚集和集中难以想象的力量,将物质从中心喷出并向相反的方向远离黑色嚎叫,双胞胎龙卷风或大炮向太空发射。

  这些喷流,就像它们的名字一样,非常强大,可以在黑洞周围的星系中的星际物质中雕刻出巨大的空洞。

这是在统治苏格兰皇家银行797的大星系中看到的,气体中的两个巨大的洞被喷流强行打开。

钱德拉X射线天文台首次在X射线中探测到它们;腔壁上的气体被射流猛烈撞击,加热到数百万度,在高能光中发光。

哈勃(左)和钱德拉 X 射线天文台(右)的 RBS 797 图像。</p><p> X 射线图像显示了两组空腔,一对沿着大致水平线,另一组垂直.jpg

  但随后使用甚大阵列的无线电观测——射流最亮的地方——显示出一些奇怪的东西:有明显的射流吹入两个空腔的迹象,而且无线电发射指向与另外两个空腔近 90° 的方向。

怀疑这些也可能是射电喷流,钱德拉进行了更深入的观测,果然发现了另一对空腔,位于第二对射流的轴线上,与第一对射流垂直。

  这意味着什么?

钱德拉 X 射线天文台(左)图像显示了 RBS 979 中央星系中的两对空腔,超大阵列射电图像(右)显示了两组射流(N S 射流要暗得多)延伸到空腔.jpg

  有两种可能。

第一个,也是更有可能的,是银河系中心有两个超大质量黑洞。

一些无线电观测确实显示了相隔约250光年的两个致密能源;这可能来自两个黑洞。

如果是这样的话,一个很可能是来自中央星系的原件,另一个来自最近被吃掉的星系。

它正在向更大的黑洞坠落,并可能在10亿或20亿年后最终合并。

  然而,与此同时,一些事件引发了大量气体涌入这两个黑洞。

这些堆积成圆盘,触发每个圆盘发出射流——每个圆盘两个,总共四个——然后这些圆盘雕刻出空腔。

用于测量空洞年龄的各种方法都集中在1000-5000万年,两组之间相差不超过1000万年。

所以有可能它们是同时形成的,或者一组在另一组之后形成了1000万年。

钱德拉 X 射线天文台的图像显示了 RBS 979 星团中央星系中的两对空腔,一组向北 向南对齐,另一对向东 向西对齐.jpg

  当星系碰撞时,大量的气体和尘埃被抛来抛去,所以那里有大量的物质可以养活这些怪物,导致它们同时爆发。

所以这一切都符合。

  然而,还有第二种可能:只有一个黑洞,它喷出喷流,然后由于某些原因改变了它的方向,把它翻倒,然后它又爆发了。

有可能与另一个星系发生碰撞,并且与其黑洞的合并可能会使更大的野兽重新定向,导致喷流以不同的角度喷出。

通常这种重新定向需要很长时间,大约 2000 万年,因此研究所有这些的天文学家更加重视双黑洞场景。

  这些空洞非常巨大,有几十万光年宽——比我们整个银河系还要大,有足够的空间。

在像这样的尺度上,以气体和尘埃的形式推开可能是太阳质量数百万倍的能量,需要消耗令人毛骨悚然的能量。

  但随后这些黑洞野兽掌握着大量的能量。

仅仅凭借它们恶性重力的力量,它们不仅可以吸收大量材料,还可以创造可以撕掉更多材料的环境。

  当这些怪物咆哮时,整个银河系都必须倾听。


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