NGC 1068黑洞隐藏的狂暴喷流：韦伯望远镜揭开面纱

隐藏的狂暴：NGC 1068黑洞喷流新发现

天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜的中红外观测能力，发现距地球约4500万光年的著名星系NGC 1068（又称M77或乌贼星系）中心，其超大质量黑洞正在喷射出远比以往认知更强大、更隐蔽的气体喷流。这项研究于2026年8月6日发表在《天文学与天体物理学》期刊上，揭示了黑洞活动对宿主星系演化的深远影响。

黑洞如何塑造星系演化

当物质落入超大质量黑洞时，会释放出巨大能量，驱动从星系中心向外喷射的强大风或喷流。这些喷流可以加热周围气体、将其驱逐出去，并搅动星系中的恒星形成物质，从而阻止新恒星的形成。它们还能切断中心黑洞的气体供应，调节星系的演化进程。准确估算被驱逐的气体量，有助于将星系演化的理论模型与实际观测进行对比验证。

然而，大量喷流气体可能隐藏在厚厚尘埃之后，光学望远镜难以探测。为此，由佛罗伦萨大学Cosimo Marconcini领导的研究团队，利用韦伯望远镜的中红外仪器（MIRI）进行积分场光谱观测，因为中红外光能更轻易穿透尘埃，揭示光学望远镜无法看到的气体。

中红外观测揭示双重喷流结构

研究团队将韦伯望远镜的新观测数据，与欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT/MUSE）的光学数据以及阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的毫米波数据相结合。中红外光谱揭示了超过20种不同的电离气体发射线和7种温暖分子氢的跃迁线。

通过分析光学和中红外发射线比率，研究人员确认喷流确实由活动星系核（AGN）驱动，而非恒星形成。他们发现喷流有两个截然不同的组成部分：

• 一个部分可以被普通光学望远镜看到
• 另一个被尘埃遮蔽的部分，仅在中红外光中才能探测到

第二个隐藏部分的速度比可见部分快约300公里/秒（约67万英里/小时），并且携带了喷流总质量的大部分。整个喷流的速度最高可达2000公里/秒（约120万英里/小时）。这意味着，这个黑洞狂暴高速喷流的相当大一部分，一直隐藏在众目睽睽之下，未被广泛使用的观测方法探测到。

喷流能量远超预期

为了精确确定隐藏喷流携带的气体和能量，团队使用了两种专门的建模工具。与标准估算方法相比，他们的方法发现喷流的真实质量、能量和动量比先前认为的高出多达100倍。总计有数百万太阳质量的电离气体正从星系中心向外喷出。

气体可能永远逃离星系

研究团队还检查了这些气体是否可能落回黑洞。通过比较喷流速度与星系的逃逸速度，他们发现气体运动速度比完全逃离所需速度快数倍。这表明部分气体可能脱离星系束缚，永远逃离，而不是最终落回。

此外，喷流的动量被发现大于仅由AGN辐射预期产生的动量。这可能表明星系的射电喷流也以机械方式与风共同作用。研究人员在论文中写道：“巨大的喷流能量也表明，共空间的射电喷流可能在驱动喷流气体和注入大量机械功方面做出了贡献。”

研究意义与未来展望

总体而言，这些结果表明，中红外观测配合先进建模，可能是准确测量黑洞如何重塑宿主星系的必要条件。它们也凸显了标准方法的局限性。研究人员写道：“我们的发现说明了当正确评估真实喷流能量时，可能出现的场景剧变。”

这项研究不仅揭示了NGC 1068黑洞隐藏的狂暴行为，也为理解黑洞与星系共同演化提供了重要线索。未来，韦伯望远镜等先进设备将继续帮助天文学家揭开更多宇宙中隐藏的剧烈活动。

原标题：A famous galaxy's black hole has been hiding its most violent behavior。 来源：phys.org。

阅读原文