美国国家航空航天局的钱德拉X射线望远镜看到附近的黑洞喷射出“结”

一个模糊的蓝点在模糊的黑色空间中吐出黄绿色的模糊射流，周围散布着绿色的模糊点。被附近黑洞撞击的喷气式飞机内明亮的“结”似乎在不同波长下以不同的速度移动。（图片来源：根据D.Bogensberger等人的CC-BY 4.0许可证使用。Astrophys.J.（2024）DOI:10.3847/1538-4357/ad73a1）

天文学家搜寻了美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台几十年前的数据，发现附近黑洞喷出的能量射流中点缀着明亮、块状的特征。令人费解的是，在X射线中看到的“结”比在无线电波中看到的速度更快。科学家说。

“X射线数据描绘了一幅在任何其他波长都看不到的独特画面，”该研究的主要作者、密歇根大学的天体物理学家David Bogensberger在最近的一份新闻稿中说，他领导了这项新研究。“我们已经展示了一种研究喷气式飞机的新方法，我认为还有很多有趣的工作要做。”

这项研究于10月18日发表在《天体物理学杂志》上，与此同时，美国国家航空航天局推迟了关于削减预算的最终决定，这将决定天文台的命运（由于该机构的财政限制，天文台的预算被削减后，天文台面临提前取消的风险）以及依赖它进行研究的X射线界的命运。据《太空新闻》报道，尽管10月1日开始了新的财政年度，但美国国家航空航天局仍继续在2024年的水平上运作，部分原因是其2025年的预算取决于总统选举的结果以及众议院和参议院政党的变化。

与此同时，天文学家继续强调X射线望远镜所带来的科学价值，该望远镜于7月成立25周年。

在这项新研究中，Bogensberger和他的团队分析了钱德拉20年来对潜伏在半人马座A星系中心的活动超大质量黑洞的观测结果，半人马座是一个有点畸形的椭圆形气体和尘埃漩涡，距离地球约1200万光年。根据该论文，至少有一个新发现的“喷气节”似乎以94%的光速飞行，高于无线电观测中记录的80%的光速。

博根斯伯格在声明中说：“这意味着无线电和X射线喷气节的运动方式不同。”“关于喷气式飞机在X射线波段是如何工作的，我们仍然有很多不知道的地方。”

半人马座A星系早在19世纪中叶就被发现了，但直到一个世纪后，它的双喷流才进入当时新的射电望远镜的视野。根据这项研究，这架喷气式飞机的东北侧之一指向地球，而另一架被称为反向喷气式飞机，面向西南，明显较暗。

天文学家知道，黑洞喷流是由宇宙巨兽席卷而来的物质提供燃料的，这些物质在到达事件视界之前就被排出了，事件视界是黑洞周围的边界，它将包括光在内的一切永远困住。然而，人们对材料是如何被引导到射流中的还知之甚少；主流理论认为，黑洞周围强大而混乱的磁场和庞然大物的自转本身可能是重要的因素。

除了观察到的结可能是如何形成的，研究人员还对它们的亮度变化感到困惑。在2002年至2022年的二十年里，一个结变得更亮，而另一个结则消失了。早在2009年，天文学家就在M87星系中心的一个怪物黑洞爆炸的喷气节中发现了同样的趋势，M87星系位于处女座，距离地球约5500万光年。由于未知的原因，这些结在几年内变得明亮，甚至在消失在黑暗的太空中之前，它们甚至比银河系明亮的核心还要耀眼。

即将对半人马座A和其他星系的喷流进行的调查可能会揭示，这个结的不同速度和亮度是喷流在远离黑洞时的内在行为，还是星际物质等外部障碍。博根斯伯格在声明中说：“了解喷气式飞机中发生的事情的关键可能是了解不同波段如何追踪环境的不同部分。”“现在我们有了这种可能性。”

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