【正見新聞網2021年04月22日】
圖：活動星系核概念圖。Credit: ESA/C. Carreau
隨著不斷深入的研究，現在科學家們基本確信每個星系中心都有一個超大質量的黑洞，為星系核提供動力。然而對於這些龐然大物本身，科學家還有許多疑問，比如這些黑洞怎麼成長到這麼大的質量。
最近，一項新研究可以幫助我們填補一些空白。根據最新的射電巡天觀測，一個研究團隊發現，儘管每個星系核的超大質量黑洞有所不同，但它們都會吞噬物質。
荷蘭格羅寧根大學(University of Groningen)的天文學家彼得·巴瑟爾(Peter Barthel)在一份聲明中說：「越來越多的跡象表明，所有星系的中心都有巨大的黑洞。當然，這些黑洞肯定已經發展到目前的質量。」
「由於我們的觀測，看來我們現在已經掌握了這些發展過程，並且正在緩慢而肯定的開始理解它們。」
黑洞的質量範圍之間存在一個奇特的鴻溝。恆星質量黑洞是由一顆巨大恆星坍縮的核形成的，目前觀測最高可達太陽質量的142倍。而且這個最重的恆星質量黑洞還是兩個較小的恆星質量黑洞對撞產生的。
另一方面，超大質量黑洞通常在幾百萬到數十億之間個太陽質量。一般認為，如果超質量黑洞是由恆星質量黑洞逐漸成長形成的，那麼我們應該看到有許多中等質量的黑洞。然而實際上很少能看到中等質量黑洞。
研究團隊嘗試分析超大質量黑洞的行為來尋求線索。他們的重點是位於大熊星座的GOODS-North空間區域。這個區域是哈勃深空勘測的主題，已經得到了很好的觀測研究，但主要是在可見光，紫外線和紅外波長範圍內。
研究團隊使用多波段觀測對這個區域進行了分析，並使用了甚長基線干涉測量(VLBI)進行了射電觀測。因此，他們確定了活躍的星系核以及其中的超大質量黑洞在不同波長下都是明亮的。
當超大質量黑洞快速吞噬物質時就會加熱周圍的物質，並發出足夠明亮的電磁輻射。這可以在廣闊的宇宙距離內看到。
然而星系核附近的塵埃可能阻擋一些輻射，造成輻射在某些特定波段更強而另一些波段則較弱，因此無法使用單個輻射波段範圍來識別天空中的所有活動星系核。
研究團隊分析了他們的觀測，發現了一些有趣的結論。
第一個是並非所有的超大質量黑洞的吸積過程都是相同的。這聽起來很正常，科學家們早已觀察到不同的超大質量黑洞以不同的速率吸積周圍物質。但是這種觀測數據仍然有用。研究團隊發現，一些活躍的超大質量黑洞吞噬物質的速度比其它黑洞快得多，而有些超大質量黑洞則根本沒有吞噬太多物質。
接下來，他們研究了星暴活動的存在，也就是劇烈的恆星形成區域的時期，是否與活躍的星系核一致。
一般認為，來自活躍星系核的反饋可以通過吹走所有構成恆星的物質來阻止恆星的形成，但是一些研究表明，相反的情況也可能發生，即受到反饋衝擊和壓縮的物質可能坍塌成小恆星。
他們發現有些星系具有星暴活動，而有些則沒有。有趣的是，持續的星暴活動會使活動星系核更難看見，這表明需要做更多的研究才能更好定義反饋在停止恆星形成的作用。
最後，他們研究了近光速噴流，它們在超大質量黑洞快速吸積周圍物質的過程中會從黑洞的兩極發射。一般認為，這些噴流是一小部分物質沿著磁力線從吸積盤的內部區域流向黑洞的兩極，在那裡以等離子體噴流的形式噴射到太空中，速度可以接近光速。
目前科學家並不完全確定這些射流的形成方式和原因。這項新研究表明，物質的吸積率並沒有發揮很大的作用。他們發現噴流形成的時期似乎與黑洞吸積速率無關。
研究團隊表示，這些信息可以幫助科學家進一步了解超大質量黑洞的吸積行為和演化過程。這也表明射電天文學在今後的研究中可以發揮更重要的作用。
這項新研究即將發表在《天文與天體物理》的兩篇論文上。