NASA发现一个旋转方向错误的超大质量黑洞

天文学家发现了一个令人困惑的宇宙异常现象——星系 NGC 5084 中有一个超大质量黑洞，它似乎相对于其星系结构完全倾斜。这一发现隐藏在档案数据中多年，直到使用尖端图像分析技术才得以揭晓。

该图像显示了星系 NGC 5084 的结构，其中钱德拉 X 射线天文台的数据与该星系的可见光图像重叠。钱德拉的数据以紫色显示，显示星系核心处一个超大质量黑洞旋转并“倾覆”时，发出四股热气羽流。来源：X 射线：NASA/CXC、A. S. Borlaff、P. Marcum 等人；光学全图：M. Pugh、B. Diaz；图像处理：NASA/USRA/L. Proudfit

NASA 研究人员在星系 NGC 5084 中发现了一个令人惊讶的黑洞——它似乎“翻倒了”，与星系的其余部分相比，以不寻常的角度旋转。尽管 NGC 5084 已被研究多年，但这种意外的黑洞方向仍然隐藏在旧数据档案中。这一突破是当 NASA 位于加州硅谷的艾姆斯研究中心的科学家应用新的图像分析技术重新检查钱德拉 X 射线天文台的档案数据时取得的。

通过使用这些先进的方法，艾姆斯研究中心的天文学家发现了一个惊人的特征：四股长长的等离子体羽流——热的带电气体从星系中冒出。一对羽流延伸到星系平面的上方和下方，这是一些星系中的常见图案。然而，第二对羽流位于星系平面内，与第一对羽流形成“X”形，这是非常不寻常的。通常，星系只会出现一两个这样的羽状物，这使得这一发现更加引人注目。

揭示星系 NGC 5084 的这种意想不到的特征的方法是由湾区环境研究所的研究员 Alejandro Serrano Borlaff 和同事开发的，他们利用世界上最强大的 X 射线望远镜的数据检测低亮度 X 射线发射。他们在钱德拉数据中看到的东西似乎很奇怪，他们立即寻求证实，深入研究了其他望远镜的数据档案，并向两个强大的地面天文台请求新的观测结果。

哈勃太空望远镜拍摄的星系 NGC 5084 核心图像。中心附近的一条黑色垂直线显示了围绕核心旋转的尘埃盘的曲线，其存在表明内部有一个超大质量黑洞。圆盘和黑洞具有相同的方向，完全偏离了星系的水平方向。图片来源：NASA/STScI、M. A. Malkan、B. Boizelle、A.S. Borlaff。HST WFPC2、WFC3/IR/UVIS

令人惊讶的第二组羽状物有力地暗示了这个星系中有一个超大质量黑洞，但可能还有其他解释。NASA 的哈勃太空望远镜和智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 的存档数据揭示了 NGC 5084 的另一个怪癖：一个小而尘土飞扬的内盘围绕星系中心旋转。这也表明那里有一个黑洞，而且令人惊讶的是，它以与整个星系旋转 90 度的角度旋转；从某种意义上说，圆盘和黑洞是侧躺着的。

对 NGC 5084 的后续分析使研究人员能够使用广泛的电磁波谱来检查同一星系 - 从哈勃望远镜看到的可见光到 ALMA 和新墨西哥州索科罗附近的美国国家射电天文台的扩展甚大阵列观测到的更长波长。

“这就像看到一个有多种光线的犯罪现场，”Borlaff 说，他也是报告这一发现的论文的第一作者。“把所有的图片放在一起，发现 NGC 5084 在最近发生了很大的变化。”

“在一个星系中检测到两对 X 射线羽流是例外，”艾姆斯天文台天体物理学家、该发现的合著者 Pamela Marcum 补充道。 “它们不寻常的十字形结构和‘倾倒的’尘埃盘相结合，让我们对这个星系的历史有了独特的见解。”

通常，天文学家预计大型星系发射的 X 射线能量会均匀分布，大致呈球形。如果不是这样，比如当它集中成一组 X 射线羽流时，他们就知道某个重大事件在某个时刻扰乱了星系。

在其历史上可能出现的戏剧性时刻可以解释 NGC 5084 的黑洞倾覆和两组羽流，包括与另一个星系的碰撞以及从银河平面顶部和底部冲出过热气体烟囱的形成。

需要进行更多研究来确定是什么事件导致了该星系目前奇怪的结构。但已经清楚的是，NGC 5084 前所未见的结构是借助档案数据（其中一些数据已有近三十年历史）和新颖的分析技术才被发现的。

介绍这项研究的论文发表在《天体物理学杂志》上。

编译自/scitechdaily