穿透星系尘土飞扬的核心，发现活跃的超大质量黑洞的秘密

研究人员将使用美国宇航局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜对附近星系Centaurus A的核心进行地图绘制和建模。

随着数百年来技术的进步，天文学家对附近的半人马座Centaurus A的观测也得到了改善。

他们像洋葱一样剥落了它们的层，以发现其摆动的形状是两个亿多年前合并的星系的结果。

它还在其心脏处有一个活跃的超大质量黑洞，被称为活跃的银河核，它周期性地发出双射流。

尽管取得了这些进步，半人马座A的尘土飞扬的核心仍然是相当神秘的。

Webb的高分辨率红外数据将使研究团队能够非常精确地揭示出中心的一切。

半人马座A是一个银河系的巨人，但它在望远镜观测中的出现可能具有欺骗性。

在紫外线，可见光和近红外光下，遍布中央区域的深色尘埃带和年轻的蓝色星团显得很柔和。

但是，通过切换到X射线和射电光视图，一个更加喧闹的场景开始展现：从畸形椭圆形星系的核心，壮观的物质射流从其活跃的超大质量黑洞（被称为活跃的银河核）喷发而来。

将物质送入太空，远远超出了银河系的极限。

确切地说，导致所有这些活动发生在其核心的是什么？由欧洲航天局的诺拉·吕兹根多夫和马卡雷纳·加西亚·马林使用NASA的James Webb太空望远镜进行的即将到来的观测，将使研究人员首次以高分辨率观察其尘土飞扬的核心，从而开始回答这些问题。

吕兹根多夫解释说：“银河系的气体，磁盘和恒星都在其中央超大质量黑洞的影响下移动。

由于银河系离我们如此近，我们将能够使用Webb来创建二维地图，以查看气体和恒星如何在其中心区域移动，它们如何受到来自活跃银河系原子核的射流的影响，以及最终更好地表征了其黑洞的质量。

可视化Webb的数据

由吕茨根多夫（Lützgendorf）和马林（Marín）领导的团队将不仅通过用韦伯（Webb）拍摄图像，而且通过收集称为光谱的数据来观察半人马座A，从而将光像彩虹一样散布到其组成波长中。

韦伯的光谱将揭示有关银河系中心物质的温度，速度和成分的高分辨率信息。

尤其是，韦伯的近红外光谱仪（NIRSpec）和中红外仪器（MIRI）将为研究团队提供数据的组合：一个图像以及该图像每个像素内的光谱。

这将使研究人员能够从光谱图中构建出复杂的2D映射，从而帮助他们识别出位于中心的尘埃纱幕背后发生了什么，并从多个角度进行深度分析。

将此建模风格与花园分析进行比较。

植物学家以特定的特征集对植物进行分类的方式相同，这些研究人员将根据Webb的MIRI对光谱进行分类，以构建“花园”或“模型“。

随着研究团队对光谱的深入研究，他们将在花园的各个部分绘制地图，将一个光谱与附近的另一个光谱进行比较。

这类似于根据对“茎”，“叶”和“花”进行比较来确定哪些部分包含哪些植物。

Marín说道：“如果我比较该区域的两个光谱，也许我会发现所观察到的包含大量的年轻恒星。

或确认哪些区域既尘土飞扬又受热。

也许我们将识别出来自活跃银河核的发射。

换句话说，光谱的“生态系统”具有许多层次，这将使团队能够更好地精确定义存在的事物和存在的事物——这是由Webb的专用红外仪器实现的。

而且，由于这些研究将建立在以前的许多研究的基础上，因此研究人员将能够通过识别新功能来确认，完善或开拓新领域。

称重半人马座A中的黑洞

NIRSpec和MIRI提供的图像和光谱的组合将使团队能够在Centaurus A中心创建非常高分辨率的气体和恒星速度图。

“我们计划使用这些图来模拟整个磁盘。

”Lützgendorf解释说。

由于研究人员了解黑洞的重力如何控制附近气体的旋转，因此他们可以使用Webb数据权衡半人马座A中的黑洞。

利用更完整的红外数据集，他们还可以确定黑洞的不同部分是否气体的行为均符合预期。

研究人员也希望能开辟新天地。

吕兹根多夫解释说：“有可能我们会发现我们尚未考虑的事情。

这些对半人马座A的研究将作为Gillian Wright和Pierre Ferruit的联合MIRI和NIRSpec保证时间观测计划的一部分进行。

韦伯的所有数据最终将存储在巴尔的摩太空望远镜科学研究所的Barbara A. Mikulski太空望远镜档案库（MAST）中。