2024-09-19 09:53

詹姆斯·韦伯望远镜揭示,巨型黑洞正在饿死它的宿主星系

天文学家说,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发现了一个巨大的黑洞,它“饿死”了它的宿主星系。

这个超大质量黑洞距离地球近120亿光年,位于GS-10578星系(即“巴勃罗星系”)的中心,质量是太阳的2000亿倍。

先前的观测显示,黑洞的宿主星系已经“死亡”——这意味着它已经停止形成新的恒星——但以前的望远镜缺乏精确的精度,无法找到这一现象的确切原因。

现在,JWST已经解决了这个问题:巴勃罗的星系正在被它自己的巨大黑洞窒息,这个黑洞在星系有时间形成新的恒星之前就从星系中喷射出气体。研究人员在9月16日的《自然天文学》杂志上发表了他们的研究结果。

“我们找到了罪魁祸首,”剑桥大学天体物理学家弗朗西斯科·德尤金尼奥(Francesco D’eugenio)在一份声明中说。“黑洞正在杀死这个星系,并通过切断星系形成新恒星所需的‘食物’来源,使其处于休眠状态。”

超大质量黑洞通常位于星系的中心,在以接近光速的速度喷出之前,会周期性地从周围环境中吸收物质,形成一个反馈过程,塑造星系的演化方式。

但这些强大的宇宙引擎究竟是如何影响它们周围的星系的,大部分仍未被探索。

“根据早期的观察,我们知道这个星系处于一种淬灭状态:考虑到它的大小,它不会形成很多恒星,我们预计黑洞和恒星形成的结束之间存在联系,”D'Eugenio说。“然而,在韦伯望远镜之前,我们还无法对这个星系进行足够详细的研究,以证实这种联系,我们也不知道这种猝灭状态是暂时的还是永久的。”

为了找出银河系谋杀之谜的答案,研究人员将JWST指向了这个古老的星系。在从黑洞喷出的热气流中,望远镜发现了一股更冷、密度更大、不发光的气体流,它挡住了来自黑洞后面星系的光线。这些喷出气体的质量大于形成新恒星所需的质量。

这一观察结果证实了理论模型,即黑洞可以熄灭自己的星系,并与其他预测恒星形成的结束对星系有剧烈的痛苦影响的理论相矛盾。

“我们知道黑洞对星系有巨大的影响,也许它们阻止恒星形成是很常见的,但直到韦伯,我们才能够直接证实这一点,”该研究的合著者、剑桥大学实验天体物理学教授罗伯托·马奥利诺在声明中说。“就我们研究早期宇宙及其演变的能力而言,这是韦伯的另一种巨大飞跃。”

既然已经确定了星系杀手,研究人员将等待智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列的新观测结果,这将有助于他们找到任何形成恒星的气体的杂散口袋,并确定黑洞活动对周围区域的影响。