【正见新闻网2021年04月22日】
图：活动星系核概念图。Credit: ESA/C. Carreau
随着不断深入的研究，现在科学家们基本确信每个星系中心都有一个超大质量的黑洞，为星系核提供动力。然而对于这些庞然大物本身，科学家还有许多疑问，比如这些黑洞怎么成长到这么大的质量。
最近，一项新研究可以帮助我们填补一些空白。根据最新的射电巡天观测，一个研究团队发现，尽管每个星系核的超大质量黑洞有所不同，但它们都会吞噬物质。
荷兰格罗宁根大学(University of Groningen)的天文学家彼得·巴瑟尔(Peter Barthel)在一份声明中说：“越来越多的迹象表明，所有星系的中心都有巨大的黑洞。当然，这些黑洞肯定已经发展到目前的质量。”
“由于我们的观测，看来我们现在已经掌握了这些发展过程，并且正在缓慢而肯定的开始理解它们。”
黑洞的质量范围之间存在一个奇特的鸿沟。恒星质量黑洞是由一颗巨大恒星坍缩的核形成的，目前观测最高可达太阳质量的142倍。而且这个最重的恒星质量黑洞还是两个较小的恒星质量黑洞对撞产生的。
另一方面，超大质量黑洞通常在几百万到数十亿之间个太阳质量。一般认为，如果超质量黑洞是由恒星质量黑洞逐渐成长形成的，那么我们应该看到有许多中等质量的黑洞。然而实际上很少能看到中等质量黑洞。
研究团队尝试分析超大质量黑洞的行为来寻求线索。他们的重点是位于大熊星座的GOODS-North空间区域。这个区域是哈勃深空勘测的主题，已经得到了很好的观测研究，但主要是在可见光，紫外线和红外波长范围内。
研究团队使用多波段观测对这个区域进行了分析，并使用了甚长基线干涉测量(VLBI)进行了射电观测。因此，他们确定了活跃的星系核以及其中的超大质量黑洞在不同波长下都是明亮的。
当超大质量黑洞快速吞噬物质时就会加热周围的物质，并发出足够明亮的电磁辐射。这可以在广阔的宇宙距离内看到。
然而星系核附近的尘埃可能阻挡一些辐射，造成辐射在某些特定波段更强而另一些波段则较弱，因此无法使用单个辐射波段范围来识别天空中的所有活动星系核。
研究团队分析了他们的观测，发现了一些有趣的结论。
第一个是并非所有的超大质量黑洞的吸积过程都是相同的。这听起来很正常，科学家们早已观察到不同的超大质量黑洞以不同的速率吸积周围物质。但是这种观测数据仍然有用。研究团队发现，一些活跃的超大质量黑洞吞噬物质的速度比其它黑洞快得多，而有些超大质量黑洞则根本没有吞噬太多物质。
接下来，他们研究了星暴活动的存在，也就是剧烈的恒星形成区域的时期，是否与活跃的星系核一致。
一般认为，来自活跃星系核的反馈可以通过吹走所有构成恒星的物质来阻止恒星的形成，但是一些研究表明，相反的情况也可能发生，即受到反馈冲击和压缩的物质可能坍塌成小恒星。
他们发现有些星系具有星暴活动，而有些则没有。有趣的是，持续的星暴活动会使活动星系核更难看见，这表明需要做更多的研究才能更好定义反馈在停止恒星形成的作用。
最后，他们研究了近光速喷流，它们在超大质量黑洞快速吸积周围物质的过程中会从黑洞的两极发射。一般认为，这些喷流是一小部分物质沿着磁力线从吸积盘的内部区域流向黑洞的两极，在那里以等离子体喷流的形式喷射到太空中，速度可以接近光速。
目前科学家并不完全确定这些射流的形成方式和原因。这项新研究表明，物质的吸积率并没有发挥很大的作用。他们发现喷流形成的时期似乎与黑洞吸积速率无关。
研究团队表示，这些信息可以帮助科学家进一步了解超大质量黑洞的吸积行为和演化过程。这也表明射电天文学在今后的研究中可以发挥更重要的作用。
这项新研究即将发表在《天文与天体物理》的两篇论文上。