【正見網2024年10月07日】
據NASA科學網2024年9月26日報導，天文學家利用哈勃望遠鏡發現了一個令人驚訝的現象：一個巨大星系核心的超大質量黑洞噴出的煙花狀的噴流，噴流軌跡伴隨著大量的新星爆發。
這一發現讓研究人員感到困惑。「我們不知道發生了什麼，但這是一個非常令人興奮的發現，」史丹福大學的亞歷克·萊辛 (Alec Lessing) 說，他是《天體物理學雜誌》 上發表的 論文的主要作者。「這意味著我們對黑洞噴流如何與周圍環境相互作用的理解還存在一些缺失。」
雙星系統中爆發出一顆新星，一顆衰老、膨脹的正常恆星將氫噴洒到一顆燃盡的白矮星伴星上。當這顆白矮星表面積累了一英裡深的氫層時，這層氫層就會像一顆巨型核彈一樣爆炸。白矮星不會被新星爆發摧毀，新星爆發會噴出其表面層，然後重新從其伴星上吸取燃料，新星爆發循環又重新開始。
M87 核心的藝術家構想圖。超大質量黑洞噴出長達 3,000 光年的接近光速的噴流。前景右側是一個雙星系統。該系統位於噴流附近。系統中一顆老化、膨脹的恆星將氫氣噴洒到白矮星伴星上。氫氣在矮星表面積聚到臨界點時，像氫彈一樣爆炸。圖片來源：NASA/ESA/Joseph Olmsted (STSci)
哈勃望遠鏡發現，在觀測期間，噴流附近的新星爆發數量是該巨型星系其他地方的兩倍。噴流由一個 65 億太陽質量的中心黑洞發射，黑洞周圍環繞著一個旋轉物質盤。黑洞充滿了下落的物質，發射出一股 3,000 光年長的等離子射流，以接近光速的速度在太空中飛馳。
在噴流附近發現兩倍數量的新星意味著在噴流附近有兩倍數量的新星形成雙星系統，或者這些系統的噴發頻率是星系其他地區類似系統的兩倍。
哈勃拍攝的M87圖像顯示，星系中心黑洞噴出一道長達 3,000 光年的等離子噴流。噴流似乎會導致恆星沿其軌跡噴發。在最近一次為期 9 個月的調查中，天文學家使用哈勃望遠鏡發現，噴流附近的新星數量是星系其他地方的兩倍。
NASA/ESA/STScI/Alec Lessing（Stanford Univ.)/Mike Shara(AMNH). 圖像處理：Joseph DePasquale（STScI）
「噴流對周圍恆星系統產生了影響。也許噴流以某種方式將氫燃料掃向白矮星，導致它們更頻繁地噴發，」萊辛說。「但目前尚不清楚這是否是一種物理推動。這可能是噴流發出的光的壓力效應。當你更快地輸送氫氣時，噴發就會更快。某種東西可能會使噴流附近白矮星的質量轉移率翻倍。」
「我們並不是第一個說 M87 噴流周圍似乎有更多活動的人，」紐約市美國自然歷史博物館的聯合研究員麥可·沙拉 (Michael Shara) 說道。「但哈勃望遠鏡顯示的這種活動增強的例子和統計意義比我們以前任何時候都多得多。」
1990 年哈勃望遠鏡發射後不久，天文學家就利用其第一代暗淡天體相機 (FOC) 觀察了 M87 中心，那裡潛伏著巨型黑洞。他們注意到黑洞周圍發生了不同尋常的事情。幾乎每次哈勃望遠鏡觀察時，天文學家都會看到藍色的「瞬變事件」，這可能是新星爆發的證據。但 FOC 的視野非常狹窄，以至於哈勃天文學家無法將視線從噴流中移開，與近噴流區域進行比較。二十多年來，結果一直神秘而誘人。
在哈勃望遠鏡的九個月觀測間隔內，它使用更新、視野更寬的相機對噴發的新星進行計數，收集了有關噴流對宿主星系恆星影響的有力證據。這對望遠鏡的觀測計劃來說是一個挑戰，因為它需要每五天精確地重新訪問 M87 以拍攝另一張快照。將所有 M87 圖像加起來，就得到了有史以來拍攝的最深的 M87 圖像。
哈勃望遠鏡在 M87 的三分之一區域發現了 94 顆新星。「我們觀察的不只是噴流，我們觀察的是整個星系內部。一旦你將所有已知的新星都繪製在 M87 上方，你就不需要統計數據來說服自己，噴流中存在過多的新星。我們只是通過查看圖像就發現了這一點。雖然我們真的很驚訝，但我們對數據的統計分析證實了我們所看到的東西，」莎拉說。
這一成就完全歸功於哈勃望遠鏡的獨特能力。地面望遠鏡的圖像不夠清晰，無法看到 M87 深處的新星。它們無法分辨靠近星系核心的恆星或恆星噴發，因為黑洞周圍的光線太亮了。只有哈勃望遠鏡才能在明亮的 M87 背景下探測到新星。
新星在宇宙中非常常見。每天，M87 星系中都會有一顆新星爆發。但由於可見宇宙中至少有 1000 億個星系，因此每秒大約有 100 萬顆新星在某個地方爆發。
資料來源：
https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-finds-that-a-black-hole-beam-promotes-stellar-eruptions/
