黑洞'风'影响其主机星系的演变

这位艺术家的渲染显示了一个星系被清除了星际气体,新星的积木。Suzaku的新X射线观测已经确定了从黑洞的吸积盘(Inset)发出的风,最终驱动这些流出。

一个新出版的研究是第一个直接连接银河系的积极地“喂养”黑洞,以更大的物理秤发现,揭示它负责银河系中央区域的吹出星形气体。

通过结合日本主导的舒崎X射线卫星和欧洲航天局的红外惠氏空间天文台的观察,科学家们在银河系的怪物黑洞附近连接了一个凶猛的“风”,以向外洪水洪流一千个轻型穿过。该发现验证了一种长期的反馈机制,使得超大的黑洞可以影响其主机星系的演变。

“这是一项直接将银河系主动地”喂养“黑洞的研究,以更大的体重增加为主,”NASA戈达德岛飞行中心的天体物理学家领导研究员Francesco Tombesi表示,马里兰州的Greenbelt和马里兰大学,大学公园(UMCP)。“我们检测到气体发光盘非常靠近黑洞的风,我们表明它负责吹出星系的中央区域的吹星形成气体。”

来自夏威夷大学的IRAS F11119 + 3257(Inset)的红滤网图像显示了可能是潮汐碎片的微弱特征,是Galaxy合并的标志。背景:从斯隆数字天空调查的区域更广泛的看法。

恒星形成发生在寒冷,密集的分子云中。通过加热和分散可能有一天制造星星的气体,黑洞风将永远改变大部分的星系。

在3月26日的大自然中发布的一项研究中,Tombesi和他的团队报告了称为IRAS F11119 + 3257或F11119的星系中的连接。银河系是如此遥远,它的光线已经向我们旅行了23亿年,或大约需要太阳系时代的一半。

像大多数星系一样,包括我们自己的银河系,F11119主持一个超级的黑洞,一个估计在太阳质量的1600万次。黑洞的活动是通过旋转的气体收集所谓的磁盘的燃气,这是我们行星系统的大小的数百次。最接近黑洞,轨道物质达到数百万度的温度,并且主要负责银河系的巨大能源输出,这超过了太阳的数万亿次。银河系被灰尘严重融合,因此大部分发射以红外光的形式达到我们。


此动画说明了黑洞反馈如何在标准条中使用。中心的密集气体和灰尘同时燃烧黑洞并从视野中笼罩。黑洞风吹过大型冷气的大规模流出,为冲击波供电,清除中央星系的气体和灰尘。图像

新发现解决了一个长期难题。星系在一个称为银河膨胀的区域中,它们的中央黑洞和恒星特性的质量显示。具有更多巨大黑洞的星系通常具有凸起,比例更大的恒星质量和更快的恒星。

通过与邻居碰撞和合并,黑洞的成长方式同样的方式使他们的主机星系成为。但是,合并扰乱了星系,这导致了大大增强的明星形成,并向合并的黑洞发出了一大洪水。这个过程应该争夺黑洞的增长与银河系的进化之间的任何简单关系,但它没有。

“这些连接建议,黑洞提供了一种形式的反馈,即调制更宽的星系中的星形形成,但很难看出如何,”UMCP的天文教授Sylvain Veilleux团队成员队员。“随着有活跃的黑洞的星系中冷气的强大分子流出的发现,我们开始揭示连接。”

2013年,Veilleux使用Herschel Space Observatory在活动星系的样本中搜索这些外流。在F11119中,研究人员鉴定了羟基分子的强大流出,以约200万英俊(300万kPH)。使用不同痕量分子的其他研究发现类似的流动。

在目前的研究中,Tombesi,Veilleux及其同事估计,这种流出从Galaxy的中心运行了高达1,000光年,并且计算它可以去除足够的气体以制造800份我们的太阳副本。

2013年5月,团队使用Suzaku的X射线成像光谱仪观察F11119,获得近三天的有效暴露。Galaxy的光谱表明X射线吸收气体从最内部的增压盘向外赛车,以1.7亿英里/小时(2.7亿kPH),或大约四分之一的光线。该地区可能从黑洞的边缘下半年(800百万公里),并且随着木星来自阳光的角度而言,甚至光线甚至甚至光线可以逃脱。

“黑洞尽可能快地摄取气体,并且巨大地加热吸收盘,使其能够产生约80%的这种银河发射的能源,”UMCP的研究助理Co-TressMarcioMeléndez表示。“但是磁盘是如此发光的一些气体远离它,我们观察到的X射线风。”

携带在一起,磁盘风和分子流出完成了黑洞反馈的图片。黑洞风将冷的气体和灰尘设为运动,产生分子流出。它还加热粉尘融合了星系,导致形成一个向外移动的冲击波,扫除额外的气体和灰尘。

研究人员说,当黑洞闪耀在最亮的时候,它还有效地推开了餐盘,从银河系中的中央区域清除了煤气和灰尘,并在那里闭上明星地层。一旦灰尘被清除,磁盘的较短波长光就可以更容易地逸出。

科学家认为,像F11119这样的超发光红外星系代表了Quasars演化中的早期阶段,一种黑洞动力的星系,具有极端亮度的宽波长范围。根据这张照片,黑洞最终会消耗其周围的气体并逐渐结束其壮观的活动。因此,它将从Quasar从季骨中的差,含有相对较低水平的星形形成。

研究人员希望能够在其他星系中检测和研究这一过程,并期待苏崎继任者Astro-H的改善敏感性。预计将于2016年推出,在日本航天探测机构(ISAS / JAXA)的空间和航天科学研究所(ISAS / JAXA)和日本机构合作,正在开发Astro-H。

出版物:F. Tombesi等,“来自黑洞的风驾驶在一个活跃的星系中的分子流出,”2015年3月26日,436-438(2015年3月26日); DOI:10.1038 / Nature14261

研究报告的PDF副本:来自黑洞的浮气磁盘在活跃的星系中驾驶分子流出

图片:esa / atg medialab;美国宇航局的戈达德太空飞行中心/ SDSSS / S.veilleux

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