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观点 科学

银河系中心黑洞吹出的“微风”

安贾娜•阿胡贾:位于银河系中心的那颗超大质量黑洞,出人意料地也会“起风”——它不只吸入物质,也会将物质向外喷射。
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{"text":[[{"start":8.18,"text":"本文作者是科学评论员"}],[{"start":11.15,"text":"真正的线索,不在于那里有什么,而在于那里没有什么。当天文学家仔细观察笼罩在我们银河系(Milky Way)中心那个超大质量黑洞周围的冷分子气体时,他们发现了一个巨大的空洞。"}],[{"start":24.82,"text":"银河系中心的那个巨型黑洞叫做人马座A*(Sagittarius A*),从它的边缘向外,有一条空无一物的锥形通道向外张开。研究人员上周宣布,这就是他们长期寻找的证据,证明这个黑洞正在向外吹出一股热风,扫除了沿途的冷气体;而这股风,已经吹了大约2万年。"}],[{"start":45.34,"text":"黑洞无论大小如何,引力都极其强大,一旦被困其中,连光也无法逃脱。因此,人类无法直接观测黑洞;只能通过附近其他天体的行为来推断它的存在,比如那些围绕它运行的恒星。但理论上认为,黑洞也会以喷射或者说风的形式向外吐出物质。"}],[{"start":66.03,"text":"最新发现证实,离我们最近的这个超大质量黑洞——质量超过400万个太阳,也是我们银河系的引力锚点——确实符合理论预期:它不仅吸入物质,还会向外抛射物质。这一发现多少带点讽刺意味:有时需要最复杂的天文学分析,才能揭示我们同处银河系的近邻的寻常之处。"}],[{"start":87.43,"text":"当大质量恒星耗尽燃料并向内坍缩时,黑洞就诞生了(理论认为,在每个黑洞的中心,都存在一个无限小、无限致密的点,称为“奇点”)。尽管分类标准具有一定的弹性,但一般而言,当一个黑洞的质量超过太阳质量的10万倍时,就会被归为超大质量黑洞。"}],[{"start":107.55000000000001,"text":"人们认为,每个大型星系的中心都有一个超大质量黑洞。而距离我们约2.6万光年的人马座A*,正是位于我们所处的这个旋涡星系(银河系)中心的恒星遗骸。"}],[{"start":121.31000000000002,"text":"科学家已经观测到其他超大质量黑洞吹出的风,其中包括在位于5300万光年外M87星系中的黑洞身上观测到。但直到现在,人马座A*是否也吹出这样的风,一直难以确认。从地球看过去的视线被尘埃、气体和碎片阻挡;而且,这个离我们最近的黑洞正处于相对不活跃的生命阶段,即所谓“静默态”,这使得解读工作十分困难。以往的观测都没有给出定论。"}],[{"start":151.48000000000002,"text":"美国西北大学(Northwestern University)的天文学家马克•戈尔斯基(Mark Gorski)和天体物理学家莱娜•穆尔奇科娃(Lena Murchikova),把目光投向了位于智利北部的ALMA射电望远镜。ALMA由66座射电天线组成,专门捕捉“寒冷”宇宙中的微光,发出这些微光的是一些低温弥漫性结构,比如分子气体(主要是氢)和尘埃云。这些低温物质比恒星等炽热明亮的天体更难观测到。研究人员分析了5年的观测数据,观测对象是黑洞中心1秒差距(parsec,约3光年)范围内的冷分子气体。他们剔除了黑洞本身的射电辐射,从而显露出聚集在其周围的寒冷气体的分布模式。"}],[{"start":194.00000000000003,"text":"经过这样的处理,研究人员看到了一个边缘清晰的锥形空洞。它的形态,正符合一股来自黑洞的热风扫开冷气体后留下的痕迹。穆尔奇科娃告诉我,当他们看到“如此巨大、轮廓如此分明的风锥”时,几乎不敢相信,“我们就那样沉默地盯着它看了一段时间”。他们随后用美国国家航空航天局(Nasa)的钱德拉X射线天文台(Chandra X-ray Observatory)交叉核验了结果,并于上周在《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters)发表了这一发现。"}],[{"start":224.67000000000002,"text":"剑桥大学(Cambridge university)天文学家马丁•里斯(Martin Rees)对这项研究表示谨慎欢迎。里斯曾在1971年与人合写一篇具有里程碑意义的论文,预测银河系中心存在一个超大质量黑洞。他告诉我,该研究比以往寻找这类黑洞风的尝试更进了一步:“作者呈现了银河系中心附近气体和尘埃极其细致的图像,并展示了这些图像如何帮助我们深入认识隐藏在那里的巨大黑洞。”"}],[{"start":253.04000000000002,"text":"里斯也提出,是否还可能存在其他解释。研究人员则回应称,其他假说情景,比如来自超新星爆发或围绕黑洞运行的恒星所产生的热或者说风,都与观测结果不符。"}],[{"start":266.75,"text":"穆尔奇科娃说,最令人意外的一点是,这股风是稳定吹出的,而不是爆发式喷射:“我们从来没有见过黑洞吹出来的微风……看到这个黑洞静静地待在那里,没有任何剧烈动作,却仍在向整个区域倾倒能量,真的很可爱。”她强调,真正重要的信息是:黑洞会主动塑造周围环境。"}],[{"start":288.52,"text":"令人欣慰的是,我们仍可以把人马座A*想象成银河系里的“祖母”。她并未彻底谢幕、离开我们,而是在自己漫长宇宙生涯的最后一幕里,继续着属于她自己的怡然演出。"}],[{"start":302.31,"text":"译者/何黎"}]],"url":"https://audio.ftcn.net.cn/album/a_1781568551_8861.mp3"}

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