星际气体使星系中心的超大质量黑洞栩栩如生

在银河系的外围区域，我们的蓝色行星绕着太阳系的巨大中心——太阳公转。距离我们 26,000 光年远，一个被称为人马座 A* 的超大质量黑洞位于我们银河系的中心。它是一个沉睡的巨人，质量是太阳的 430 万倍。

黑洞是宇宙中巨大的力量。它们可以通过消耗大量质量成长为超大质量巨星——甚至可以比人马座 A* 大数千倍。但它们的生长机制对研究人员来说一直是个谜。

来自尼尔斯玻尔研究所 DARK 的研究人员和的一位同事现在已经成功地展示了一种激活黑洞并满足它们永不满足的胃口的有效方法：当它们吞噬从一个星系输送到另一个星系的星际气体时，就会发生这种情况——在与星系碰撞或一个星系靠近另一个星系有关。

“我们的观测数据表明，来自星系相互作用的气体可以通过星系传输并向下传输到其中心的黑洞。这将导致它被激活。我们看到星系外的气体与活跃的机会之间存在直接联系超大质量黑洞，”尼尔斯玻尔研究所 DARK 的 Sandra Raimundo 解释说，他是这项研究的主要科学家。

长期以来，了解气体如何到达黑洞一直是一个悬而未决的问题。这项研究的研究人员展示了其中一种机制。

该结果基于对 3,000 个选定星系的观测，标志着研究人员首次获得观测数据作为这种解释黑洞如何变大的机制的证据。

“对于一个超大质量的黑洞来说，气体必须落入其中，从而增加它的质量。这被称为“吸积”。当这种情况发生时，我们认为黑洞是活跃的。我们可以观察到这一点，因为随着气体加热在坠入黑洞之前，它以电磁辐射的形式释放出大量能量。这是我们可以从地球上测量到的东西，”Sandra Raimundo 解释道。

气体与星系不同步

新的结果对研究人员来说很有趣，因为它们表明当气体沿与星系旋转相反的方向移动时，更大比例的星系具有活跃的黑洞，称为“未对准气体”。

“这些观察结果为我们提供了相互作用的星系、‘错位气体’和活跃的黑洞之间的明确联系，黑洞中的气体能够到达星系的中心并导致黑洞生长，”Sandra Raimundo 说。

研究数据还显示了活跃黑洞的例子，其中星系中不存在未对准的气体，但超大质量黑洞仍然活跃。因此，该机制并不是超大质量黑洞如何生长的唯一解释，但数据表明它确实发挥了重要作用。

该机制如何运作是研究人员期待在进一步研究中调查的事情。目前，他们只有理论和模拟数据来解释正在发生的事情。可能起作用的一件事是未对准的气体不稳定且偏离轨道。

“虽然未对准的气体自身具有来自旋转的能量，但它与星系中相反运动的碰撞会导致气体失去能量。这样，气体将被留在银河系核心的引力下，并可能加速其下落朝向中心的黑洞，”该研究的第一作者 Sandra Raimundo 解释道。

除其他外，这项研究可能有助于揭开另一个谜团，因为星系中心的超大质量黑洞被认为在调节星系是否在活跃时产生新恒星方面发挥着至关重要的作用。

“为了研究星系中的黑洞和恒星形成是如何联系在一起的，我们首先需要了解黑洞是如何发展的，它们何时以及如何变得活跃。这项研究让我们更接近这样的理解，”Marianne Vestergaard 评论道，该研究的共同作者之一，她强调：

“这些观测令人兴奋的是，这是第一次有可能识别出从其他星系捕获的气体，并将其一直追踪到中心，黑洞在那里吞噬它。”

它可能在遥远的未来发生在这里

我们银河系中心的超大质量黑洞几乎完全处于休眠状态，吸收的气体很少。然而，有朝一日，错位的气体机制可能会携带气体穿过我们的银河系，并唤醒位于其中心的现在平静的人马座 A*。

发生这种情况的一种方式是与我们邻近的仙女座星系相互作用，仙女座星系正朝着我们前进，并可能在大约 45 亿年后与银河系发生碰撞或从附近掠过。仙女座星系的气体有可能随后进入银河系中心的黑洞。

现在也许我们应该感谢我们银河系中心的低活动度，因为高活动度的黑洞可以发出强大的辐射和高能粒子，如果它们能够到达我们这里，可能会对我们脆弱的蓝色星球上的生命造成危害。

事实：这只是气体

气体是产生黑洞和恒星的基础。如果你认为气体只是气体，那么已知宇宙中最重的物质可能来自气体，这听起来可能很奇怪，但事实就是如此。

虽然氢和氦是消耗的主要气体，但星系中心的黑洞吞噬了宇宙中所有已知的物质。所有元素都处于气态。

黑洞还以恒星甚至其他黑洞为食，这些黑洞在最终被吞噬之前会在轨道上慢慢靠近黑洞。

事实：黑洞

光无法从黑洞中逸出，也无法直接观测到黑洞。然而，大量能量从围绕活跃黑洞旋转的气体中释放出来，因为气体在落入黑洞之前会被摩擦加热。

三(-四)黑洞类：

恒星黑洞：当最初质量超过太阳质量 25 倍的恒星坍缩时形成。已知的例子并不比大哥本哈根大多少，它们可能相对较小，但由于所有黑洞都非常致密——质量在我们太阳的 3 到 100 倍之间。研究人员认为，仅在我们的银河系中就有可能有多达 1 亿个。

中等大小：长期以来，中等大小黑洞(100-100,000 倍太阳质量)的类别是“缺失的一环”，但近年来，已经证明了许多可靠的候选者。

超大质量黑洞：100,000 – 100 亿倍太阳质量。去年，获得了位于银河系中心的人马座 A* 图像。研究人员认为，几乎所有星系的中心都有一个超大质量黑洞。

(?)我们对黑洞还有很多不了解，奇特现象和理论类别的清单很长。研究人员期望找到但尚未被观察到的一个重要理论类别被称为原始黑洞，它可能形成于早期宇宙。其中一些在理论上可能是微观的。

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