这个巨大的黑洞正在下着寒冷的雨

这个巨大的黑洞正在下着寒冷的雨
艺术家对新太空天气的诠释。图片与原图有一定角度,但这并不影响,因为太空中没有 NRAO/AUI/NSF;Dana Berry/SkyWorks;ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

十亿光年之外,有一个星系正在经历着恶劣的天气,与我们地球人以前经历过的任何天气都不一样。

科学家曾经认为超大质量黑洞被热气体包围,但现在他们观察到一个黑洞,里面有冷气体袋,这些冷气体从热气体中“凝结”出来,然后“落入”黑洞。智利北部阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 的研究小组将于明天在《自然》杂志上发布他们的研究结果。耶鲁大学研究员、这项研究的第一作者格兰特·特伦布莱 (Grant Tremblay) 认为它看起来非常酷。

“这真是太令人惊讶了,”他告诉《大众科学》。 “这是我见过的最美丽的观测之一。”

和银河系一样,阿贝尔 2597 最亮星系团的脆脆中心也有一个超大质量黑洞。爱因斯坦曾预言,黑洞是密度极高的物质球,其引力强大到连光都无法逃脱。你可以想象,超大质量黑洞的质量非常大。银河系中心的黑洞大约是太阳质量的 400 万倍;阿贝尔 2597 最亮星系团的黑洞则更像是太阳质量的 3 亿倍。

长期以来,科学家一直认为超大质量黑洞周围环绕着巨大均匀的热气团,温度约为 2000 万摄氏度(约合 4000 万华氏度)。然而,ALMA 的一组科学家注意到,温度约为 10 开尔文(-440 华氏度,-263 摄氏度)的冷气团正在凝结并向中心下落。

科学家们把这种新的太空天气称为“雨”,但别误会,这不是雨。它是从超热云层中落下的超冷气泡,以每小时六万七千英里的速度冲向十亿光年外的黑洞。

红色框内是冷云在 Abell 2597 最亮星系团前方移动时的阴影。图片由 Grant Tremblay 提供,来源:B. Saxton (NRAO/AUI/NSF);G. Tremblay 等人;NASA/ESA Hubble;ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

特伦布莱说,许多研究都预测过这种天气模式,但这是第一次真正观察到。他通过观察阿贝尔 2597 星系团中心最亮的星系发现了冷气泡,然后注意到气泡在地球上投下的阴影——基本上,这些冷物质阻碍了黑洞向我们传递的能量。他可以断定气泡正在落入黑洞,因为它们发生了红移,这意味着它们的光线在到达我们之前已经伸展开来,看起来比科学家预期的更红。如果气泡不动,我们就不会指望它们的光会变成红色。

特朗布莱警告说,他们不能将这种天气现象推广到所有星系。这一发现只是证明了预测的天气模式确实会发生,并将激励 ALMA 团队寻找其他星系中发生的天气现象。

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