NuSTAR和XMM-牛顿望远镜塑造黑洞风

点击次数:0   更新时间:2018-05-16   【关闭

使用美国国家航空航天局的NuSTAR和ESA的XMM-Newton望远镜天文学家测量了来自超大质量黑洞的超快速风的强度,证明风强度足以抑制主星系制造新恒星的能力。 EM>

美国宇航局的核能谱望远镜阵列(NuSTAR)和欧空局的欧洲航天局XMM-牛顿望远镜显示,来自超大质量黑洞的激烈风向四面八方吹出 - 这种现象已被怀疑,但至今难以证明。

这一发现为天文学家提供了首次测量这些超高速风的强度的机会,并证明它们足够强大,足以抑制主星系制造新恒星的能力。

“我们知道星系中心的黑洞可以以物质为食,而这个过程会产生风。这被认为是调节星系的增长,“加利福尼亚帕萨迪纳加利福尼亚理工学院(加州理工学院)的Fiona Harrison说。哈里森是NuSTAR的主要研究人员,也是一篇关于这些结果出现在科学杂志上的新论文的合着者。 “了解风速,形状和大小,我们现在可以弄清楚它们有多强大。”

超大质量黑洞爆炸物质进入它们的主星系,发射X射线的风速达到光速的三分之一。在这项新研究中,天文学家确定PDS 456是一个非常明亮的黑洞,被称为超过20亿光年远的类星体,每秒支持的风能比每年超过1万亿的太阳所释放的更多能量。

该研究的主要作者,英格兰基尔大学的Emanuele Nardini说:“现在我们知道类星体风对星系中的质量损失有重大贡献,导致它的气体供应减少,这是形成恒星的燃料。

NuSTAR和XMM-Newton在2013年和2014年分别在五个不同场合同时观测到了PDS 456。通过观测X射线光谱的不同部分,空间望远镜相互补充:XMM-Newton认为低能量,NuSTAR认为是高能量。

之前的XMM-牛顿观测发现了黑洞风吹向我们,但无法确定风是否也向各个方向吹。 XMM-Newton检测到了铁原子,这些铁原子被风和其他物质一起带到了黑洞的正前方,在那里它们阻挡了X射线。科学家们将来自NuSTAR的高能X射线数据与XMM-Newton的观测数据结合起来,能够发现侧面散射的铁的特征,证明来自黑洞的风不是以射线形式出现,而是以接近球形的方式发出。

“这是XMM-Newton和NuSTAR之间协同作用的一个很好的例子,”ESA的XMM-Newton项目科学家Norbert Schartel说。 “这两个X射线天文台的互补性使我们能够揭开以前关于宇宙强大方面的隐藏细节。”

随着已知的风的形状和范围,研究人员可以确定风的强度以及它们可以抑制新恒星形成的程度。

天文学家认为超大质量黑洞和它们的家庭星系一起演变并调节彼此的增长。对此的证据部分来自对星系中央凸起的观察 - 中央凸起越大,超大质量黑洞越大。

这份最新报告显示了一个超大质量黑洞,它的高速风大大影响了主星系。随着黑洞的大小逐渐膨胀,它的风将大量的物质向外推进银河系,最终阻止新星形成。

因为PDS 456比较接近,所以按宇宙标准来看,它很明亮,可以详细研究。大约100亿年前,这个黑洞为天文学家提供了一个独特的视角,进入我们的宇宙遥远的时代,当时我们看到超大质量黑洞和肆虐的风是更常见的星系,可能是星系。

NASA喷气推进实验室(JPL)的研究报告作者之一,合作者帕萨迪纳的研究报告说:“对于一位天文学家来说,研究PDS 456就像是一位古生物学家被赋予活的恐龙来研究。 “在'类星体年代'期间,我们能够对这些重要系统的物理特性进行研究,这些系统的细节不可能在更典型的距离上发现。”

NuSTAR是由加州理工学院领导并由JPL为华盛顿NASA科学任务局管理的小型探索者任务。

出版物:E. Nardini等人,“发光类星体PDS 456中的黑洞反馈”,Science 20 February 2015: 347号6224第860-863页; DOI:10.1126 / science.1259202

资料来源:美国航空航天局的Felicia Chou

图片:NASA / JPL -Caltech