超大質(zhì)量黑洞周圍物理現(xiàn)象研究獲進展

近日，中科院云南天文臺研究員王建成帶領(lǐng)的研究團隊在超大質(zhì)量黑洞周圍物理現(xiàn)象的研究方面取得進展，他們發(fā)現(xiàn)活動星系核的物質(zhì)傳輸存在奇特現(xiàn)象，并且，其射電核呈負宇宙演化模式。

相關(guān)成果日前發(fā)表于著名刊物The Astrophysical Journal。天文觀測和理論推論表明，在每個星系的中心都存在一個超大質(zhì)量的黑洞。有一類特殊的星系，它們中心的黑洞活動非常劇烈，被稱之為活動星系核。在活動星系核中，黑洞通過強大的引力場，吞噬周圍物質(zhì)的過程，稱為吸積。而這些物質(zhì)在被吞噬前聚集在黑洞的周圍形成盤狀的旋轉(zhuǎn)體，便是吸積盤。黑洞不僅吞噬物質(zhì)，還會以目前人們不甚知曉的方式從兩極拋出物質(zhì)，這一過程即為噴流。噴流與吸積是黑洞周圍緊密聯(lián)系的重要物理現(xiàn)象，其具體物理細節(jié)是天體物理的研究前沿之一，它們主導活動星系核的劇烈活動現(xiàn)象，如物質(zhì)的噴射和爆發(fā)、高能粒子的產(chǎn)生、很寬波段上極強的電磁輻射等。

活動星系核在各個電磁波段的輻射機制和形態(tài)各有特點。比如在射電波段，它通過噴流，把中心區(qū)域的物質(zhì)和能量朝兩極傳輸?shù)酵鈬鷧^(qū)域，形成兩個巨大的射電瓣。射電核到射電瓣邊緣的距離，從1kpc到1 000kpc不等（kpc為距離單位，比如銀河系的尺寸約為30kpc）。射電核區(qū)是如何通過噴流把物質(zhì)傳輸?shù)饺绱诉b遠的區(qū)域的，仍是個謎。王建成團隊收集了1 000多個射電活動星系核，對它們的射電瓣和射電核進行研究，發(fā)現(xiàn)射電核和瓣具有不同的演化模式，表明物質(zhì)從中心向外傳輸存在奇特現(xiàn)象。

另外，他們發(fā)現(xiàn)活動星系核的射電核呈負宇宙演化模式，即在活動星系核的早期，它們不容易產(chǎn)生噴流，射電核的射電輻射較弱；然而，研究發(fā)現(xiàn)在活動星系核的早期，黑洞周圍氣體物質(zhì)豐富，吸積效率高。研究人員分析表明：當活動星系核中心的超大質(zhì)量黑洞大量吸積物質(zhì)時，它“不愿意”拋射噴流物質(zhì)，而在低吸積物質(zhì)情況下，“慷慨地”拋射噴流物質(zhì)，產(chǎn)生強的射電輻射。

（來源：中國科學報）