黑洞在绳子上形成恒星珠

天文学家发现了有史以来最强大的黑洞喷发之一。数十亿年前的这次大爆炸可能有助于解释两个巨大星系周围星团的惊人图案的形成，就像串珠一样。

这一发现是在名为SDSSJ1531+3414(简称SDSSJ1531)的系统中发现的，该系统距离地球38亿光年。这项研究使用了多台望远镜，包括美国宇航局钱德拉X射线天文台和低频射电望远镜(LOFAR)。

SDSSJ1531是一个巨大的星系团，包含数百个单独的星系以及巨大的热气体和暗物质库。在SDSSJ1531的中心，该星团中两个最大的星系正在相互碰撞。

这些合并的巨星周围是一组19个大型星团，称为超星团，排列成“S”形，类似于串珠。一组天文学家利用X射线、无线电和光学数据来揭示这条不寻常的星团链可能是如何形成的。

他们在SDSSJ1531中发现的古代泰坦火山喷发的证据提供了重要线索。当一个大星系中心的超大质量黑洞产生一股极其强大的喷流时，喷发很可能发生。当喷射流穿过太空时，它将周围的热气体推离黑洞，形成一个巨大的空腔。

哈佛-史密森天体物理中心这项研究的领导者奥塞·奥莫鲁伊(OsaseOmoruyi)将发现这个空洞与挖掘埋藏的化石进行了比较。“我们已经在研究这个系统，因为它存在于四十亿年前，也就是地球形成后不久，”她说。“这个古老的空腔是黑洞对宿主星系及其周围环境影响的化石，它告诉我们该星团历史上近2亿年前发生的一个关键事件。”

空洞存在的证据来自于钱德拉观测到的明亮X射线发射的“翅膀”，它追踪了SDSSJ1531中心附近的稠密气体。这些翼构成了空腔的边缘，中间密度较小的气体是空腔的一部分。LOFAR显示了来自填充在巨大空腔中的喷射高能粒子残余物的无线电波。这些数据共同提供了一次古老的大规模爆炸的令人信服的证据。

天文学家还在空腔开口附近发现了冷气体和暖气体，分别用阿塔卡马大型毫米和亚毫米阵列(ALMA)和双子座北望远镜探测到。他们认为，一些从黑洞中排出的热气体最终冷却形成冷和热的气体。研究小组认为，两个合并星系的潮汐效应沿着弯曲的路径压缩气体，导致星团以“串珠”的形式形成。

“我们重建了这个星团中可能发生的一系列事件，这些事件发生的距离和时间范围很广。它始于直径只有一小部分光年的黑洞，形成了一个几乎500,000光年宽的空腔，”共同作者、同样来自CfA的GrantTremblay说道。“这一事件引发了近2亿年后年轻星团的形成，每个星团的直径都有数千光年。”

奥莫鲁伊和她的同事只能看到无线电波和来自一股射流的空腔，但黑洞通常会向相反方向发射两股射流。研究小组观察到远离星系的无线电发射，这可能是第二次喷流的残余物，但它与检测到的空腔无关。他们推测来自另一次喷发的无线电和X射线信号可能已经减弱到无法检测到的程度。

奥莫鲁伊说：“我们认为我们关于这次大规模喷发的证据是强有力的，但通过钱德拉和洛法尔进行的更多观察将得出结论。”“我们希望更多地了解我们已经探测到的空腔的起源，并找到黑洞另一侧预期的空腔。”