与外星人无关的“UFO” – 影响星系演变的超高速太空风

它们被称为UFO,但与外星人无关。它们是超高速外流:从超大质量黑洞周围冒出的空间风,以接近光速的速度吹出。一个国际研究小组对这一至今仍鲜为人知的现象进行了探索,寻找这些气体排放物,它们对于了解超大质量黑洞在活动阶段的行为调节机制至关重要。

与外星人无关的“UFO” - 影响星系演变的超高速太空风

多相AGN驱动的风的艺术视图,突出了外流所涉及的不同阶段和尺度。风从中心引擎( 10 kpc;c)。SUBWAYS将研究处于发射阶段的外流,此时气体高度电离,X射线可以显示快速移动物质的存在。(图自Cicone等人,2018,Nat. As. 2, 176) 来源:博洛尼亚大学

该研究项目名为SUBWAYS(X-RAYS中的超大质量黑洞风),首批研究成果已发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志的两篇论文中。其中第一篇论文由博洛尼亚大学和INAF的学者领导,主要基于欧空局XMM-牛顿太空望远镜获得的数据。

学者们分析了22个活动星系核(AGN),即星系中心超大质量黑洞周围的区域,当黑洞处于活动阶段时,这些区域会在整个电磁波谱范围内发出大量辐射。调查显示,在所分析的大约30%的活动星系核中,存在以光速的10%到30%之间的速度运行的空间风。

博洛尼亚大学教授、INAF助理以及整个SUBWAYS项目的协调人Marcella Brusa解释说:”这些结果使我们能够更加肯定地确定,有相当一部分活动星系核中存在被称为UFO的超高速风,即超高速外流。我们能够证实,这些气体流的强度足以显著改变星系的生态系统。”

在超大质量黑洞和它周围的星系之间实际上存在着一种密切的关系,这种关系相互影响着它们的形成和演化。驱动这种互惠关系的机制至今仍不甚明了,但其中的关键因素可能是活动星系核发出的超高速风。当吸积盘中的部分气体被向外喷射时,就会产生这些强大的气体,从而将产生的部分物质和能量转移到星际空间,这种机制对于调节恒星的形成过程具有重要意义。

为了探测UFO,对X射线波段发射的光谱进行了分析,寻找铁等高度电离物质的吸收。这种现象是由于超大质量黑洞附近产生的极端温度(高达数千万度)造成的。有鉴于此,SUBWAYS的科学家们利用欧空局XMM-牛顿X射线太空望远镜成功地获得了160万秒的观测时间(超过18天)。因此,他们在相对较近的宇宙(约15亿光年到50亿光年之间)中探索了17个活动星系核,并在此基础上增加了先前观测中已经收集到的另外5个AGN的数据。

博洛尼亚大学研究员、INAF副研究员、UFO统计结果论文的第一作者加布里埃莱-马策乌说:”这些观测使我们获得了新的独立证据,证明存在高度电离的物质,它们以接近光速的速度从活动星系核的最内层区域喷射出来。这些成果使我们能够更多地了解这些超快风,并更好地理解它们在塑造星系演化过程中的作用”。

另一篇论文也发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上,该论文介绍了对紫外波段可见的低速和低电离气体流的研究,这要归功于HST卫星。

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