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超大质量黑洞隐藏在宇宙尘埃圈中证实了30年前的天文学理论

  虽然我们都偏爱甜食,但天文学家们对最近发现的一个天体甜甜圈特别兴奋,它就隐藏在附近一个星系的中心 。这个巨大的环状星际尘埃云中隐藏着一个超大质量的黑洞,这一发现证实了一个科学界30年来关于"活动星系核"的理论,这种理论认为"活动星系核"是宇宙中最明亮、最神秘的物体之一。
  这个国际研究小组在《自然》杂志上报道了他们的发现,他们对黑洞周围稠密、模糊的尘埃云的观察证实了一个被称为"活动星系核统一模型(AGN)"的理论。"活动星系核"是由超大质量黑洞提供能量的极其活跃的宇宙区域,通常存在于一些星系的中心。这些黑洞以大量的宇宙尘埃和气体为食,当这些物质螺旋形地进入黑洞的深渊巨口时,它们释放出的能量如此之大,以至于光芒常常超过了这个星系中其它所有的恒星。
  "活动星系核统一模型(AGN)"
  这种耀眼明亮的天文现象首次被发现是在20世纪50年代,从那时起,天文学家就一直对它们感到好奇。他们观测到,  "就像任何好吃的甜甜圈有不同的味道一样"  , "活动星系核"也会释放出不同的信号,一些会释放无线电波,而另一些不会;有些在可见光光谱中闪闪发光,而另一些则比较柔和以至于很难肉眼观察到。因此最初天文学家将"活动星系核"分为两类:第一类和第二类天体。但是30年前建立的"活动星系核统一模型(AGN)"表明, 尽管存在着一定的差异,但是所有"活动星系核"都有相同的基本结构:一个被厚厚的尘埃环包围的超大质量黑洞。 该理论认为,任何观测到的差异都只是我们从地球上观察黑洞的角度不同的结果。
  尽管在天文学家之前已经发现了一些支持统一模型的证据,包括在附近的梅西耶77星系中心发现了类似的稠密、模糊的尘埃云,然而人们仍然怀疑这些尘埃是否能完全隐藏一个黑洞。现在多亏了对梅西耶77星系中心详细的观察,这个理论终于得到了证实。该研究的作者维奥莱塔博士解释说:"尘埃云的真实性质、它们如何隐藏着黑洞以及地球上观察黑洞角度不同的影响,一直是过去30年"活动星系核统一模型(AGN)"研究的中心问题。  "虽然没有一个单一的理论能解决我们所有的问题,但我们在了解"活动星系核统一模型(AGN)"方面已经迈出了重要的一步。  "
  干涉测量
  多亏了安装在位于智利阿塔卡马沙漠的多孔径中红外光谱实验仪器(MATISSE),对活动星系核观测才得以实现。 MATISSE这种特殊的观测仪器利用一种叫做干涉测量的技术,将所有四架望远镜的光线结合起来。该团队利用MATISSE扫描了梅西耶77星系的中心,它位于鲸鱼座4700万光年之外,揭示了它的环形尘埃云。
  "MATISSE可以看到广泛的红外波长,这让我们可以透过尘埃,准确地测量温度,  "研究团队的荷兰莱顿大学教授沃尔特·贾菲说。  "因为MATISSE实际上是一个非常大的干涉仪,我们有分辨率,可以看到甚至在遥远的梅西耶77星系中发生了什么。我们获得的图像详细显示了黑洞周围的温度变化和尘埃云吸收情况。"  该团队能够绘制出尘埃云的详细图像,并精确地确定了隐藏在其中的黑洞的位置。他们的每一个观察结果都与统一模型的预测一致。
  左边是由MATISSE望远镜拍摄到的梅西耶77星系的照片,右边是星系内部区域的放大视图——它的活动星系核,
  银河系中心的真面目
  研究人员表示,他们的结果不仅仅是增加了我们对"活动星系核"的理解。研究团队的罗萨斯教授说,  "这些发现还可以帮助我们更好地理解银河系的历史,我 们根据"活动星系核统一模型(AGN)"推测银河系的中心有一个超大质量的黑洞,它可能在过去非常活跃。"
  研究人员现在希望通过考虑更大的星系样本,利用MATISSE望远镜来寻找"活动星系核统一模型"更多的证据,来证明银河系中心超大质量黑洞的存在。
  本文参考Cosmos magazine文章,"Supermassive black hole hiding in a doughnut of dust confirms 30-year-old theory",如有兴趣还可查阅原文。
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