【正见网2024年10月07日】
据NASA科学网2024年9月26日报导，天文学家利用哈勃望远镜发现了一个令人惊讶的现象：一个巨大星系核心的超大质量黑洞喷出的烟花状的喷流，喷流轨迹伴随着大量的新星爆发。
这一发现让研究人员感到困惑。“我们不知道发生了什么，但这是一个非常令人兴奋的发现，”斯坦福大学的亚历克·莱辛 (Alec Lessing) 说，他是《天体物理学杂志》 上发表的 论文的主要作者。“这意味着我们对黑洞喷流如何与周围环境相互作用的理解还存在一些缺失。”
双星系统中爆发出一颗新星，一颗衰老、膨胀的正常恒星将氢喷洒到一颗燃尽的白矮星伴星上。当这颗白矮星表面积累了一英里深的氢层时，这层氢层就会像一颗巨型核弹一样爆炸。白矮星不会被新星爆发摧毁，新星爆发会喷出其表面层，然后重新从其伴星上吸取燃料，新星爆发循环又重新开始。
M87 核心的艺术家构想图。超大质量黑洞喷出长达 3,000 光年的接近光速的喷流。前景右侧是一个双星系统。该系统位于喷流附近。系统中一颗老化、膨胀的恒星将氢气喷洒到白矮星伴星上。氢气在矮星表面积聚到临界点时，像氢弹一样爆炸。图片来源：NASA/ESA/Joseph Olmsted (STSci)
哈勃望远镜发现，在观测期间，喷流附近的新星爆发数量是该巨型星系其他地方的两倍。喷流由一个 65 亿太阳质量的中心黑洞发射，黑洞周围环绕着一个旋转物质盘。黑洞充满了下落的物质，发射出一股 3,000 光年长的等离子射流，以接近光速的速度在太空中飞驰。
在喷流附近发现两倍数量的新星意味着在喷流附近有两倍数量的新星形成双星系统，或者这些系统的喷发频率是星系其他地区类似系统的两倍。
哈勃拍摄的M87图像显示，星系中心黑洞喷出一道长达 3,000 光年的等离子喷流。喷流似乎会导致恒星沿其轨迹喷发。在最近一次为期 9 个月的调查中，天文学家使用哈勃望远镜发现，喷流附近的新星数量是星系其他地方的两倍。
NASA/ESA/STScI/Alec Lessing（Stanford Univ.)/Mike Shara(AMNH). 图像处理：Joseph DePasquale（STScI）
“喷流对周围恒星系统产生了影响。也许喷流以某种方式将氢燃料扫向白矮星，导致它们更频繁地喷发，”莱辛说。“但目前尚不清楚这是否是一种物理推动。这可能是喷流发出的光的压力效应。当你更快地输送氢气时，喷发就会更快。某种东西可能会使喷流附近白矮星的质量转移率翻倍。”
“我们并不是第一个说 M87 喷流周围似乎有更多活动的人，”纽约市美国自然历史博物馆的联合研究员迈克尔·沙拉 (Michael Shara) 说道。“但哈勃望远镜显示的这种活动增强的例子和统计意义比我们以前任何时候都多得多。”
1990 年哈勃望远镜发射后不久，天文学家就利用其第一代暗淡天体相机 (FOC) 观察了 M87 中心，那里潜伏着巨型黑洞。他们注意到黑洞周围发生了不同寻常的事情。几乎每次哈勃望远镜观察时，天文学家都会看到蓝色的“瞬变事件”，这可能是新星爆发的证据。但 FOC 的视野非常狭窄，以至于哈勃天文学家无法将视线从喷流中移开，与近喷流区域进行比较。二十多年来，结果一直神秘而诱人。
在哈勃望远镜的九个月观测间隔内，它使用更新、视野更宽的相机对喷发的新星进行计数，收集了有关喷流对宿主星系恒星影响的有力证据。这对望远镜的观测计划来说是一个挑战，因为它需要每五天精确地重新访问 M87 以拍摄另一张快照。将所有 M87 图像加起来，就得到了有史以来拍摄的最深的 M87 图像。
哈勃望远镜在 M87 的三分之一区域发现了 94 颗新星。“我们观察的不只是喷流，我们观察的是整个星系内部。一旦你将所有已知的新星都绘制在 M87 上方，你就不需要统计数据来说服自己，喷流中存在过多的新星。我们只是通过查看图像就发现了这一点。虽然我们真的很惊讶，但我们对数据的统计分析证实了我们所看到的东西，”莎拉说。
这一成就完全归功于哈勃望远镜的独特能力。地面望远镜的图像不够清晰，无法看到 M87 深处的新星。它们无法分辨靠近星系核心的恒星或恒星喷发，因为黑洞周围的光线太亮了。只有哈勃望远镜才能在明亮的 M87 背景下探测到新星。
新星在宇宙中非常常见。每天，M87 星系中都会有一颗新星爆发。但由于可见宇宙中至少有 1000 亿个星系，因此每秒大约有 100 万颗新星在某个地方爆发。
资料来源：
https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-finds-that-a-black-hole-beam-promotes-stellar-eruptions/
