ALMA揭示了一个活跃的超大质量黑洞周围的旋转环面_pk10五码二期必中技巧 

ALMA揭示了一个活跃的超大质量黑洞周围的旋转环面

漩涡星系M77的中心区域。美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜拍摄了恒星的分布。 ALMA揭示了银河系中心的气体分布。 ALMA拍摄了一个半径为700光年的马蹄形结构和一个半径为20光年的中央紧凑型部件。后者是AGN周围的气体环面。红色表示甲酰离子(HCO +)发射,绿色表示氰化氢发射。信用:ALMA(ESO / NAOJ / NRAO),Imanishi等人,NASA / ESA哈勃太空望远镜和A. van der Hoeven。

使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的高分辨率观测将活动超大质量黑洞周围的旋转尘埃气体环形成像。这种旋转的圆环形结构的存在几十年前首次提出,但这是第一次得到如此清楚的证实。这是理解超大质量黑洞及其宿主星系共同演化的重要一步。

几乎所有的星系都在其中心隐藏着可怕的黑洞。研究人员早就知道,星系越大,中央黑洞的质量就越大。这听起来很合理,但主星系比中央黑洞大100亿倍;如此巨大差异的两个对象应该很难直接相互影响。那么这种关系怎么会发展呢?

为了解决这个阴影问题,一组天文学家利用高分辨率的ALMA观测了M77旋涡星系的中心。 M77的中心区域是一个“活动星系核”,即AGN,这意味着物质正朝着中央超大质量黑洞大力降落并发出强烈的光。 AGN可以强烈影响周围环境,因此它们是解决星系和黑洞共同演化之谜的重要对象。

M77中心超大质量黑洞附近的气体运动。向我们移动的气体显示为蓝色,远离我们的气体呈红色。气体的旋转以黑洞为中心。学分:ALMA(ESO / NAOJ / NRAO),Imanishi等人。

该团队对M77超大质量黑洞周围的区域进行了成像,并解决了半径为20光年的紧凑气体结构。并且,天文学家发现紧凑的结构正如预期的那样围绕黑洞旋转。

“为了解释AGN的各种观测特征,天文学家们假设活动超大质量黑洞周围出现了含尘气体旋转的甜甜圈状结构。这被称为AGN的'统一模型',“Masatoshi Imanishi解释说。 (日本国家天文台)的主要作者,发表在“天体物理学杂志”上。 “但是,灰尘中的气体甜甜圈外观非常微小。有了ALMA的高分辨率,现在我们可以直接看到结构。“

许多天文学家以前曾观测过M77的中心,但从未如此清楚地看到黑洞周围气体环的旋转。除了ALMA的优异分辨率之外,观察分子发射谱线的选择是揭示结构的关键。该小组观察到氰化氢分子(HCN)和甲酰离子(HCO +)的特定微波发射。这些分子只能在密集的气体中发射微波,而更常见的一氧化碳(CO)会在各种条件下发射微波。 AGN周围的环面被认为是非常密集的,团队的战略是正确的。

艺术家对活跃的超大质量黑洞周围尘土飞扬的气体环面的印象。 ALMA第一次揭示了环面的旋转。学分:ALMA(ESO / NAOJ / NRAO)

“以前的观测已经揭示了尘埃气态环面的东西向伸长。从我们的ALMA数据中发现的动力学与旋转体的预期旋转方向完全一致,“Imanishi说。

有趣的是,超大质量黑洞周围的气体分布要比简单的统一模型所显示的复杂得多。圆环似乎有不对称性,旋转不仅跟随黑洞的重力,还包含高度随机的运动。这些事实可能表明AGN有过激烈的历史,可能包括与小银河的合并。尽管如此,旋转圆环的识别是重要的一步。

我们居住的银河系在它的中心也有一个超大质量的黑洞。然而,这个黑洞处于非常安静的状态。只有少量的气体正在沉积在它上面。因此,为了详细研究AGN,天文学家需要观察遥远星系的中心。 M77是最接近的AGN之一,也是适合进入中心的适合对象。

发表:Masatoshi Imanishi等人,“ALMA在NGC 1068 Nucleus上揭示非均匀致密旋转致密分子环面”,ApJL,2018; doi:10.3847 / 2041-8213 / aaa8df

来源:Atacama的Hiramatsu Masaaki博士大型毫米/亚毫米波阵列



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