天文學家對錢德拉X射線天文臺感興趣
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在半人馬座星系團的中心,有一個被稱爲NGC 4696的大型橢圓星系。更深處還有一個超大質量黑洞埋藏在這個星系的核心之內。
來自NASA的錢德拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory)和其他望遠鏡的新數據揭示了這個巨大黑洞的細節,它距離地球1.45億光年。雖然黑洞本身並未被發現,但是天文學家正在研究它對其寄居的星系以及周圍更大的星系團的影響。
在某些方面,這個黑洞類似於一顆跳動的心臟,通過動脈將血液向外泵入身體。同樣,黑洞可以將物質和能量注入其宿主星系乃至更遠的地方。
通過研究錢德拉X射線數據的詳細信息,科學家們發現了NGC 4696中心超大質量黑洞產生的噴流中有高能粒子反覆暴發的證據。這些暴發在充滿星系團中星系際空間的熱氣體中產生了大量空腔。暴發也會產生激波,類似於高速飛機產生的音爆。這些激波在星系團中傳播了數萬光年。
這種複合圖像包含了來自錢德拉的X射線數據(紅色),其顯示了星系團中的熱氣體,以及來自美國國家科學基金會的Karl ky甚大陣的射電數據(藍色),顯示了黑洞噴流產生的高能粒子。哈勃太空望遠鏡的可見光數據(綠色)顯示了星系團中的星系,以及星系團外的星系和恆星。
天文學家對X射線數據進行了特殊處理,以標明在熱氣體中可見的九個空腔。這些空腔在另外的的圖像中被標記爲A到I,黑洞的位置用十字標記。最近形成的空腔最靠近黑洞,被特別標記爲A和B。
研究人員估計,黑洞的這些暴發(或者說“跳動”)每五百萬到一千萬年出現一次。除了截然不同的時間尺度之外,這些跳動也不同於典型的人類心跳,它不會以特別規律的間隔發生。
X射線數據的另一種處理方法顯示了熱氣體中的一系列彎曲的、大致等間隔分佈的特徵。這些可能是由黑洞重複暴發產生的聲波造成的。在一個星系團中,填充星系團的熱氣體使產生的聲波得以傳播(儘管頻率遠低於人耳所能探測的)。
半人馬座星系團
半人馬座星系團中的特徵類似於在英仙座星系團中看到的漣漪。半人馬座的音調極其低沉,這個音調對應於比中央C(261.626 Hz)附近低大約56個8度的不和諧音;相對於英仙座來說略高(大約八度)。對這些彎曲特徵的其他解釋包括湍流或磁場的影響。
黑洞暴發似乎也提升了在超新星暴發中產生的元素富集氣體的量。關於半人馬座星系團的這項研究的作者者創建了一個地圖,顯示出了比氫和氦更重的元素的密度。地圖中更亮的顏色顯示了重元素密度最高的區域,較暗的顏色顯示了重元素密度較低的區域。因此,重元素密度最高的區域位於黑洞的右方。黑洞附近的重元素密度較低,這與通過黑洞相關的活動將元素富集氣體排出星系團中心的結論相一致。黑洞產生的能量也能夠阻礙大量熱氣體冷卻。同時這也阻礙了大量的恆星在氣體中形成。
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