XMM-Newton發現了一個正在發脾氣的黑洞 _黑洞

馬卡里安817的哈勃圖像。信用:美國國家航空航天局
據塞浦路斯天文館：黑洞就像喜怒無常的幼兒。他們總是把食物弄灑，但歐空局的XMM-Newton發現了一個黑洞，在一次文明的用餐中“翻轉桌子” 。
這一行為阻止了黑洞周圍的星系形成新的恒星，讓我們深入了解黑洞和星系是如何共同演化的。
每個大型星系的中心都有一個超大質量黑洞，其巨大的引力會從周圍吸入氣體。當氣體螺旋向內時，它聚集在黑洞周圍的一個平坦的“吸積盤”中，在那里它被加熱和點亮。隨著時間的推移，最接近黑洞的氣體越過了不可逆轉點并被吞噬。
然而，黑洞只消耗螺旋飛向它們的氣體的一小部分。在環繞黑洞的過程中，一些物質被拋回太空，就像一個臟兮兮的小孩把盤子里的東西弄得到處都是一樣。
在更戲劇性的情節中，黑洞將翻轉整個餐桌:吸積盤中的氣體以如此高的速度向四面八方拋出，從而清除了周圍的星際氣體。這不僅剝奪了黑洞的食物，還意味著沒有新的恒星可以在廣闊的區域內形成，從而改變了銀河系的結構。
到目前為止，這種超快速的“黑洞風”只被探測到來自極其明亮的吸積盤，這是它們能夠吸入物質的極限。這一次， XMM-Newton在一個明顯普通的星系中探測到了超高速風，你可以說這只是“零食”這一發現發表在《天體物理學雜志快報》上。
“如果風扇調到最高轉速，你可能會遇到非常快的風速。在我們研究的星系中，稱為馬卡里安817 ，風扇以較低的功率設置打開，但仍然產生了令人難以置信的高能風，”在這項研究中發揮核心作用的本科生研究員米蘭達·扎克（密歇根大學）指出
“觀測到超高速風是非常罕見的，探測到有足夠能量改變其宿主星系特征的風就更不常見了。意大利羅馬特雷大學的天文學家、論文合著者Elias Kammoun補充道:“馬卡里安817產生這些風約一年時間，但并不處于特別活躍的狀態，這一事實表明黑洞對其宿主星系的重塑可能比之前想象的要大得多。”

藝術家對馬卡里安817的印象。致謝:塞浦路斯天文館
被風阻擋的x射線
活躍的星系中心發出高能光，包括X射線。馬卡里安817引起了研究人員的注意，因為它異常安靜。利用美國國家航空航天局的斯威夫特天文臺觀察銀河系時，米蘭達回憶道，“X射線信號非常微弱，我確信我做錯了什么。”
使用歐空局更敏感的X射線望遠鏡XMM-Newton進行的后續觀測揭示了真正發生的情況:來自吸積盤的超高速風就像一個護罩，阻擋了從黑洞周圍發出的X射線（稱為日冕）。這些測量結果得到了美國國家航空航天局NuSTAR望遠鏡觀測結果的支持。
對X射線測量的詳細分析表明，馬卡里安817的中心非但沒有發出一股氣體，反而在吸積盤的大面積區域內產生了陣風風暴。風持續了數百天，至少由三種不同的成分組成，每種成分都以光速的百分之幾移動。
這解決了我們對黑洞及其周圍星系如何相互影響的理解中的一個未解之謎。有許多星系——包括銀河系——似乎在其中心周圍有大片區域，其中很少有新恒星形成。這可以用清除恒星形成氣體的黑洞風來解釋，但只有當風足夠快、持續時間足夠長，并且由具有典型活動水平的黑洞產生時，這種情況才會發生。
“黑洞研究中許多懸而未決的問題都是通過長時間的觀測來實現探測的，這些觀測持續了數小時以捕捉重要事件。這突出了XMM-Newton任務對未來的至關重要性。歐空局XMM-Newton項目科學家諾伯特·沙爾特爾說:“沒有其他任務能夠同時具備高靈敏度和長時間不間斷觀測的能力。”