巨大的黑洞正在向太空发射强大的粒子束,然后改变目标,向新的目标发射。这一发现是利用美国宇航局的钱德拉X射线天文台和美国国家科学基金会(NSF)国家射电天文台(NRAO)的甚长基线阵列(VLBA)取得的,它显示了黑洞对其周围星系及更远处可能产生的广泛影响。

天文学家观察到死星黑洞中的喷流重新定向

一组天文学家观察了星系中的16个超大质量黑洞,这些黑洞被钱德拉X射线检测到的热气体包围。该论文发表在《天体物理学杂志》上。

他们利用VLBA的无线电数据,研究了距离黑洞几光年外的粒子束(也称为喷流)的方向。这让科学家们能够从地球上看到每束粒子束的当前指向。每个黑洞都会向相反的方向发射两束粒子束。

随后,该团队利用钱德拉数据研究了热气体中成对的空腔或气泡,这些空腔或气泡是过去由光束向外推气体而产生的。大型外空腔的位置表明了数百万年前这些光束指向的方向。然后,研究人员将无线电波束的方向与空腔对的方向进行了比较。

“我们发现,大约三分之一的光束现在指向的方向与以前完全不同,”这项研究的负责人、意大利博洛尼亚大学的弗朗西斯科·乌贝托西说。“这些死星黑洞正在旋转,指向新的目标,比如《星球大战》中虚构的太空站。”

X射线和无线电数据表明,在某些情况下,光束可以改变近90度的方向,并且时间跨度为一百万年到几千万年。

“考虑到这些黑洞可能已有100亿多年历史,”哈佛和史密森尼学会天体物理中心(CfA)的共同作者GerritSchellenberger说道。“我们认为几百万年内方向的大幅改变是很快的。在大约一百万年内改变巨型黑洞光束的方向,就好比在几分钟内改变一艘新战舰的方向。”

科学家认为,黑洞发出的光束及其形成的空洞对星系中恒星数量的形成起着重要作用。光束将能量泵入星系内部和周围的热气体,阻止其冷却到足以形成大量新恒星的程度。如果光束大幅改变方向,它们可以抑制星系更大范围内的恒星形成。

“这些星系太遥远,因此无法判断死星黑洞的射线是否会对恒星及其行星造成损害,但我们确信,它们会阻止许多恒星和行星的形成,”共同作者、CfA的EwanO'Sullivan说道。

最大的悬而未决的问题之一是这些黑洞光束是如何像这样旋转的。这些巨大的黑洞可能在旋转,它们发出的光束方向被认为与黑洞的旋转轴一致,这意味着光束指向连接两极的​​一条线。

这些光束的重要动力源可能是围绕黑洞旋转并向内落下的圆盘中的物质。人们认为这个过程迫使光束垂直于圆盘。如果物质以不平行于圆盘的不同角度落向黑洞,则可能会影响黑洞旋转轴的方向。

合著者、同样来自CfA的JanVrtilek表示:“物质以不同角度快速落向黑洞足够长的时间可能会将它们的旋转轴拖向不同的方向,导致光束指向不同的方向。””。

研究小组还考虑了射电波束方向与空腔方向不一致的其他解释。一种解释是,气体在星系团中晃动,就像玻璃杯中的葡萄酒在旋转。这种晃动可能是由两个星系团之间的碰撞引起的,碰撞可能会移动空腔。

然而,研究人员发现,在对齐和不对齐的簇中都存在晃动的证据,这反驳了晃动导致空腔长距离移动的可能性。