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2011-10-04 發現超大質量黑洞拋出子彈氣體

 
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Active galaxy Markarian 509 as seen by the Hubble Space Telescope WFPC2. Credits: NASA, ESA, J. Kriss (STScI) and J. de Plaa (SRON)  天文學家利用歐洲太空總署(ESA)的XMM-Newton和Integral、ESA和美國航太總署(NASA)合作的哈柏(Hubble)、NASA的錢卓(Chandra)和史威福(Swift)等天文觀測衛星的觀測資料,呈現非常靠近超大質量黑洞附近的空間中,有被這個重力怪物拋出如同「子彈」一般的巨大氣體團塊。

  這個超大質量黑洞位在離地球約5億光年遠的馬氏509號星系(Markarian 509,Mrk 509)中心,黑洞本身質量估計相當於太陽的3億倍,而且還在繼續成長茁壯中。

  由SRON荷蘭太空研究所(Institute for Space Research)Jelle Kaastra領軍、跨21研究機構的26位天文學家,之所以挑選Mrk 509作為觀測目標,是因為它的亮度會不斷變化。Kaastra等人利用XMM-Newton等太空望遠鏡每100天監測Mrk 509的X射線強度一次,另配合WHT和PARITEL等地面望遠鏡可見光監測相機等,以各種波段來觀察這個超大質量黑洞的變化。

An artist impression of the central engine of an active galaxy. A black hole is surrounded by matter waiting to fall in. Fearsome radiation from near the black hole drives an outflow of gas. Credits: NASA and M. Weiss (Chandra X-ray Center)  結果發現:相較於一般僅有約25%的亮度變化,這個超大質量黑洞在軟X射線波段的亮度變化高達60%左右,這顯示被黑洞吞噬的物質流非常紊亂,可能在非常靠近黑洞的內側區域所發出的輻射,驅使某些氣體由黑洞向外衝出所致。

  由觀測資料,Kaastra等人估計衝出的氣體子彈速度高達每小時數百萬公里左右,這些氣體子彈其實是從一個等待被黑洞吞噬的物質倉庫區向外衝出的,離黑洞僅約15光年而已,比某些天文學家認為可能是黑洞風的起源處還遠一些。

  Kaastra表示:對於向外的氣體流究竟起源何處,已爭議多時。含塵氣體聚集在黑洞周圍,形成一個甜甜圈狀的吸積盤結構,一邊繞黑洞公轉、一邊逐漸接近黑洞,就像是洗臉台的水流往排水孔的景象一樣。這個吸積盤中的氣體物質溫度高達數百萬度,因而發出強烈的X射線和伽瑪射線,這些輻射又驅使比較遠的氣體向外流動。

  這個研究成果顯示長期觀測與跨國合作的重要性,因為唯有如此才能獲取更深入的變動天體訊息。

資料來源:http://www.esa.int/esaCP/SEMAQQ6UXSG_index_0.html, 2011.09.29, KLC

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