进击的宇宙巨人——波吕斐翁

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翻译：甘林

校对：遠山真理

审核：牧夫天文校对组

美编：余家劲

后台：李子琦

https://www.gizmodo.jp/2024/09/the-biggest-black-hole-jets-ever-seen-are-140-milky-ways-long.html#:~:text=%E4%B8%96%E7%95%8C%E4%B8%AD%E3%81%AE%E8%AA%BF%E6%9F%BB%E6%A9%9F%E5%99%A8%E3%81%A7%E3%80%81

图片来源：E. Wernquist / D. Nelson (IllustrisTNG团队) / M. Oei / 黑洞喷流的印象图

你能想象把140个银河系横向排列起来会是什么样子么？

这个规模超级巨大的，你应该想象不出来。(狗头)

宇宙的规模确实远远超出了我们的感知。这次发现的天体是所谓的黑洞喷流，它是从黑洞中以光速喷射出的巨大能量流。其尺寸竟然可以与140个银河系首尾相连的长度相媲美，真是令人难以置信！宇宙的壮丽和神秘总是在不断刷新我们的认知。这一发现也进一步展示了宇宙中黑洞的强大力量和不可思议的规模。

观测史上最大的黑洞喷流——波吕斐翁

此次发现的黑洞喷流长度达到了2300万光年，是迄今为止观测到的最大黑洞喷流。2300万光年，相当于将140个银河系首尾相连的长度。该喷流以希腊神话中的巨人命名为“波吕斐翁”，并在《Nature》杂志上发表。

加州理工学院的研究员兼论文的第一作者马丁·奥伊（Martin Oei）在记者会上说：“我们的研究表明，超大质量黑洞不仅会影响其所在的星系，还会对宇宙网（组成宇宙的由星系构建的网状结构）产生影响。”

直到目前，黑洞喷流被认为仅局限于其所在星系及其附近。然而，波吕斐翁的规模却与宇宙大尺度结构相当。这是一个颠覆常识的发现。

利用全球的探测器对波吕斐翁进行分析

波吕斐翁是一个古老的喷流，形成于宇宙诞生后约63亿年（目前宇宙约140亿岁）。

此次发现是基于欧洲的低频阵列（LOFAR）调查数据。到目前为止，从LOFAR的数据中已经确认了超过1万个类似的微弱喷流，覆盖了宇宙约15%的范围。

研究团队利用印度的巨大米波射电望远镜（Giant Metrewave Radio Telescope: GMRT）和亚利桑那州的暗能量光谱仪（Dark Energy Spectroscopic Instrument: DESI）数据，确定了波吕斐翁的来源星系。此外，通过夏威夷的凯克天文台观测，研究显示该喷流距离地球约75亿光年。

虽然像波吕斐翁这样的喷流形成的确切条件仍不明，但研究团队发现，这些黑洞正在以强大的引力吸引周围的物质，同时释放出能量。

穿透宇宙网的喷流 （部分细节由人工智能生成）

图片来源：马丁·奥伊（Caltech）/ 迪伦·纳尔逊（IllustrisTNG 团队）

黑洞喷流是否在促进星系的形成？

论文的共同作者、哈特福德大学的天体物理学家马丁·哈德卡斯尔（Martin Hardcastle）在记者会上表示：

“像波吕斐翁这样的结构体的形成需要非常强大的物质吸积。例如，可能需要其他星系的合并向黑洞提供大量气体。”

另外，论文的共同作者、加州理工学院的天文学家乔治·乔尔戈夫斯基（George Djorgovski）在新闻稿中表示：

“天文学家相信，星系及其中心的黑洞是相互影响着演化的。黑洞喷流释放出大量能量，这些能量对星系自身的生长以及周围星系的生长产生影响。这个发现表明，喷流的影响范围远比之前认为的要广泛得多。”

同一团队之前也发现了名为“阿尔基奥涅乌斯”（Alcyoneus）的黑洞喷流。这个名字同样是以神话中的巨人命名，其长度约相当于100个银河系。

根据奥伊的说法，像波吕斐翁和阿尔基奥涅乌斯这样的喷流会对宇宙空间进行磁化。同时，它们释放出大量能量，局部地区可能将星系之间的物质（即星系际物质）加热到100万度。此外，这些喷流还有可能在宇宙网之间的广阔空间中生成和释放磁场。这样的规模实在是超越人类想象的庞大。

对黑洞喷流研究的新发现令人期待

奥伊表示，宇宙中各处都观察到了磁场的形成。不仅整个星系被磁化，宇宙网的细丝以及它们之间的空隙也被磁化。这种大规模的磁化现象引起了极大的关注，其中可能隐藏着有关宇宙诞生的线索。

在若干年后的未来，通过新的观测设备平方千米阵列（Square Kilometre Array），人们期待能够发现更多的黑洞喷流。此外，利用计算机视觉和人工智能技术进行图像解析的自动化，也将有助于发现更多黑洞喷流。

该团队已经发现了大约1万个喷流，但奥伊表示，这仅仅是“可发现的极小部分”。推测宇宙中可能存在10万到100万个黑洞喷流。

译者注：论文里实际上用LOFAR（上图，2.08米波长）和uGMRT（下图，0.46米波长）拍摄到的波吕斐翁，整个结构延展了7百万秒差距，右下角展示了同比例尺下一个和十个银河系的大小作为比较。图a右上插图为甚长基线阵列（VLBI）在同波长对中心区域的观测，图b右上插图为暗能量望远镜（DECam）在光学/近红外波段拍摄的波吕斐翁的中心区域。

责任编辑：甘林

牧夫新媒体编辑部

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黑洞喷流波吕斐翁与银河系的对比图

图源：CNN/Caltech/NASA

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