天文学家在亚秒差距尺度上观察超大质量黑洞进食和反馈 - {$web_name} 强调原子气体的存在)

一氧化碳(CO；指示中等密度分子气体的存在)以红色显示；原子碳(C；强调原子气体的存在)；氰化氢(HCN；指示高密度分子气体的存在)；和氢复合线(H36α指示电离气体的存在)。中央致密气体盘(绿色)的大小约为6光年。等离子体研究差不多垂直于圆盘行进。鸣谢:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、T. Izumi等人。
（神秘的南京财经资讯资讯地球uux.cn）据ALMA：由日本全国天文台助理教授Takuma Izumi领导的海外探究小组经由使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)以极高的分辨率(约1光年)观测了Circinus星系的附近促销星系核，获得了里程碑式的成就。
这些观察结局名为“在亚秒差距尺度上观察到的超大品质黑洞进食和反馈”，发表在《科学》杂志上。
这标志着全球上第一次在含有等离子体、原子和分子在内的所有相态气体中，对超大品质黑洞附近的气流及其结构开展了定量测量，精确到几光年的尺度。所以，本周5G网络汇总该团队清楚地捕捉到了朝向超大品质黑洞的吸积流，并揭示了这种吸积流是由一种称为“引力不稳定性”的物理机制形成的。
另外，该团队还察觉，这种吸积流的很大一若干没有被用于黑洞的增长。相反，大多数气体以原子或分子外流的形式从黑洞附近排出，并返回气体盘，再次参与朝着黑洞的吸积流:这种气体循环过程相似于喷泉。这些察觉代表了对超大品质黑洞生长机制的完整理解的重大进展。
在许多大品质星系的中心，存在着品质超过太阳一百万倍的“超大品质黑洞”。这些超大品质黑洞是本周喜剧片报道如何形成的？先前的探究提出的一个核心增长机制是黑洞上的“气体吸积”。这是指宿主星系中的气体以某种方式向中心黑洞下落的过程。
由于黑洞的引力，聚集在超大品质黑洞附近的气体被高速加速。由于气体粒子之间的强烈摩擦，这种气体被加热到几百万度，并发出明亮的光。这种现象被称为促销星系核(AGN)，其亮度有时可以超过银河系中所有恒星的总和。有趣的是，一若干落向黑洞的气体(吸积流)被觉得是被这个促销星系核的巨大能量吹走的，导致了外流。

依据观测结局描绘促销星系核中星际介质分布的插图。高密度分子气体沿着圆盘平面从星系流向黑洞。网友漫威电影精选黑洞周围积累的物质形成了巨大的能量，导致分子气体被破坏，并转化为原子和等离子体相。这些多相气体中的大若干经由从核中研究而被排出(含有首要发生在圆盘上方方向的等离子体研究，以及首要发生在对角线方向的原子或分子研究)，但这些研究的大若干将落回圆盘，就像气体喷泉一样。鸣谢:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、T. Izumi等人。
理论和观测探究都提供了从100，000光年的星系到中心几百光年的气体吸积机制的详尽见解。但是，在一个小得多的区域内的气体吸积，尤其是在距离银河系中心几十光年的范围内，由于其空间尺度极其有限，依然不清楚。
例如，以便定量理解黑洞的增长，有必要测量吸积流率(有多少气体流入)并确定在这一小尺度下身为外流物排出的气体(等离子体、原子气体、分子气体)的数量和类型。不幸的是，这方面的观察理解直到如今还没有显著的进展。
在这项探究中，探究小组首次顺利捕捉到了从银河系中心延伸数光年的高密度气体盘中朝向超大品质黑洞的吸积流。由于该区域的小尺度和星系中心附近气体的繁琐运动，确认这种吸积流持久以来一直是一项具有考验性的任务。
但是，在这种状况下，探究小组确定了前景分子气体吸收背景明亮促销星系核光线的位置。这一鉴定是经由ALMA的高分辨率观测做到的。详尽的确认显示，这种吸收材料正朝着远离我们的方向移动。由于吸收物质总是存在于促销星系核和我们之间，这表明该团队已然顺利捕捉到了朝向促销星系核的吸积流。
另外，探究小组还阐明了导致这种气体积聚的物理机制。观测到的气体盘本身表现出的引力如此之大，以至于它不能被气体盘运动计算出的压力所维持。
当这种状况呈现时，气体盘在自身重量的作用下坍塌，形成繁琐的结构，变得无法在银河系中心维持稳定的运动。结局，气体迅速落向中央黑洞。如今ALMA已然清楚地揭示了这种被称为星系中心“引力不稳定性”的物理现象。
另外，这项探究大大合作了对促销星系核周围气体流动的定量理解。从观测到的气体密度和吸积流的速度，可以计算出气体供给黑洞的吸积率。令人惊讶的是，这个速率被察觉比维持这个活跃星系核促销实际所需的速率大30倍。
换句话说，银河系中心周围1光年尺度的大若干吸积流对黑洞的成熟没有贡献。那么，这些多余的气体去了哪里？这个谜团也在这项探究中被揭开——对所有相态气体(中密度分子、原子和等离子体；对应于上面第一张图中的红色、蓝色和粉色区域), ALMA探测到了促销星系核的外流。
经由定量确认，揭示了流向黑洞的大若干气体以原子或分子外流的形式排出。但是，由于它们的速度很慢，它们无法逃离黑洞的引力势，最后回到了气体盘。在那里，它们被回收到朝向黑洞的吸积流中，相似于喷泉，从而在银河系中心达成了一个迷人的气体回收过程(第二张图片)。
有关这项探究的成果，Izumi强调，“在活跃增长的超大品质黑洞周围几光年的区域内测试吸积流和外流，尤其是在多相气体中，乃至破译吸积机制本身，的确是超大品质黑洞探究历史上的不朽成就。”
展望前方，他持续说道，“以便完整知晓宇宙历史上超大品质黑洞的增长，我们需要探究距离我们更远的各类类型的超大品质黑洞。这需要高分辨率和高灵敏度的观测，我们对ALMA的进一步使用以及下一代快要到来的大型无线电干涉仪抱有很高的期望。”