詹姆斯·韦伯太空望远镜检测到超大质量黑洞附近的冲击（图片）

利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），天文学家能够对遥远的超大质量黑洞周围的尘埃和气体的结构进行成像，真正发现了“冲击”特征。

研究小组发现，加热这片旋转的气体和尘埃云的能量实际上来自与以近光速行进的气体射流的碰撞，或“冲击”。此前，科学家们假设加热这些尘埃的能量来自超大质量黑洞本身，这使得这是一个意想不到的转变。

这个超大质量黑洞的星系所在地是 ESO 428-G14，这是一个距离地球约 7000 万光年的活跃星系。 “活跃星系”一词是指 ESO 428-G14 拥有一个中心区域或“活跃星系核”（AGN），由于存在贪婪地吞噬物质的超大质量黑洞，该区域会在电磁频谱上发出强烈的光。围绕它。

这一惊人的发现是由银河活动、相位和流出巡天 (GATOS) 团队的成员做出的，他们正在使用詹姆斯·韦伯望远镜进行观测，致力于研究附近星系的核心。

GATOS 团队成员、纽卡斯尔大学高级讲师戴维·罗萨里奥 (David Rosario) 在一份声明中表示：“关于活跃原子核如何将能量传递到周围环境存在很多争议，我们没想到会看到射电喷流造成这种情况。然而，他们就在这里！”

有关的暗物质可能在超大质量黑洞的形成过程中扮演“调解人”的角色

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到的 ESO 428-G14 星系的三色图像。（图片来源：NASA/ESA/JWST）

揭示“喧闹”黑洞的秘密

所有大型星系都被认为包含中心超大质量黑洞，其质量为太阳质量的数百万到数十亿倍，但并非所有这些黑洞都在活跃的星系核中发现。

以银河系为例。我们银河系中的超大质量黑洞人马座 A* (Sgr A*) 周围的物质非常少，其物质“食物”相当于人类每天吃一粒米的量。百万这使得人马座 A* 的质量约为 430 万个太阳，成为一个“安静”的黑洞，但它肯定有一些吵闹的邻居。

以梅西耶 87 星系 (M87) 中心的超大质量黑洞为例，该黑洞距离我们约 5500 万光年。这个黑洞 M87* 不仅比 Sgr A* 质量更大，而且质量约为 6.5 十亿它不仅是太阳，而且还被大量的气体和尘埃包围，并以此为食。

这种材料不能直接落到 M87* 上，因为它带有角动量。这意味着它在超大质量黑洞周围形成一个由气体和尘埃组成的扁平圆形云，称为吸积盘，并逐渐为其提供食物。

插图显示了位于吸积盘中心的超大质量黑洞。（图片来源：Mark Garlick/科学图像库/Getty Images）

超大质量黑洞不会像坐在高脚椅上的宇宙婴儿一样坐在吸积盘中等待被喂养。这些宇宙巨型黑洞的巨大引力影响在吸积盘中产生巨大的潮汐力，形成一个轮廓，将其温度提高到 1800 万华氏度（1000 万摄氏度）。

这导致吸积盘发出明亮的光，为活跃星系核的部分照明提供燃料。这些宇宙军团的巨大引力影响在吸积盘中产生巨大的潮汐力，形成一个轮廓，将其加热到高达 1800 万华氏度（1000 万摄氏度）的温度。

但这并不是全部。

就像一个顽皮的孩子一样，超大质量黑洞的“食物”并不是全部都进入它的“嘴”。在此过程中，强磁场将吸积盘中的一些物质引导到黑洞的两极，将这些带电粒子加速到接近光速。就像你的孩子向你扔食物一样。

从黑洞的两极，这种物质以平行天文喷流的形式被推出。这些射流还伴随着电磁波谱中的光发射，尤其是强无线电波。

由于这些贡献，活动星系核可以如此明亮，以至于比周围星系中每颗恒星的综合光还要亮。

该图显示了射流加热的灰尘（右）和辐射场加热的灰尘的影响（图片来源：纽卡斯尔大学）

活跃星系核周围的尘埃经常会吸收可见光和其他波长的电磁辐射，从而模糊我们对其核心的视野。然而，红外光可以掩盖这些尘埃，詹姆斯·韦伯望远镜用红外光观察宇宙很方便。这意味着强大的太空望远镜是观察活动星系核中心的理想仪器。

当 GATO 团队对 ESO 428-G14 进行此操作时，他们发现超大质量黑洞附近的尘埃沿着其喷流扩散。这揭示了喷流和灰尘之间意想不到的关系，表明这些强大的喷流可能是加热和形成灰尘的原因。

对超大质量黑洞周围的喷流和尘埃之间的关系进行更深入的研究，可能会揭示这些宇宙巨星对其星系形成的影响，以及物质如何再循环到活跃星系核中。

纽卡斯尔大学数学、统计和物理学院的博士生 Hoda Haider 表示：“有机会使用独家的 GEMS Webb 数据并在其他人之前访问这些令人惊叹的图像，我感到非常兴奋。能够成为 GATOS 团队的一员非常幸运，“与该领域的领先专家密切合作确实是一种荣幸。”

该团队的研究发表在期刊上英国皇家天文学会每月通知。