天文学家近日揭示了一项惊人发现:宇宙中的超大质量黑洞能够释放出时速高达3600万英里的强劲“黑洞风”,这些极端能量流足以对宿主星系产生深远影响。
类星体SBS 1408+544的光芒几乎与宇宙的年龄一样古老,它由一个超大质量黑洞供能,释放出的辐射能将周围的气体云推开,形成速度惊人的风。这些风的速度接近每小时5800万公里,相当于音速的4.5万倍。
类星体中心的超大质量黑洞通过其巨大的引力吸引周围的物质,形成一个被称为“吸积盘”的扁平旋转云团。吸积盘中的物质因摩擦和潮汐力而加热,发出强烈的光芒。部分物质被黑洞吞噬,而另一部分则被强大的磁场引导至黑洞的两极,并以接近光速的速度喷出,形成双重喷流。
这些喷流和吸积盘的辐射不仅使类星体异常明亮,甚至超过了其所在星系中所有恒星的总亮度。这种光芒不仅塑造了星系,还为天文学家提供了研究黑洞对星系影响的重要工具。威斯康星大学麦迪逊分校的天文学教授凯瑟琳·格里尔表示:“吸积盘中的物质不断落入黑洞,摩擦产生的热量使吸积盘变得异常炽热和明亮,覆盖了几乎所有的电磁波谱。”
研究团队通过测量类星体发出的电磁辐射中的碳吸收特征,追踪了气态碳风的变化。他们发现,在对SBS 1408+544进行130多次光谱测量后,碳吸收“阴影”的位置发生了显著变化。这表明,类星体的辐射正在将周围物质推开,形成加速的黑洞风。随着时间的推移,这些风的速度不断加快,对星系产生深远影响。
科学家们认为,黑洞风对星系的形成和演化具有重要意义。如果黑洞风足够强大,它们可以切断恒星的形成,从而“扼杀”宿主星系。黑洞风还可能剥夺中心超大质量黑洞的燃料,结束其作为类星体的漫长岁月。一个活跃的星系可能因此变得沉寂,就像银河系一样,其中心存在一个“沉睡”的超大质量黑洞——人马座A*,其物质摄入量极少,几乎可以忽略不计。
然而,黑洞风的影响并非全然负面。在某些情况下,它们可能会压缩气体并引发新一轮恒星的形成。这些强大的能量流还可能超越星系的外围,影响邻近星系及其中心的超大质量黑洞。
格里尔强调:“超大质量黑洞虽然巨大,但与它们所在的星系相比仍然渺小。但这并不意味着它们不能相互‘交流’。在对这类黑洞进行建模时,我们必须考虑到这一点。”