黑洞以毀滅撕裂物體而聞名，例如恒星等。但現(xiàn)在天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)黑洞，它可能在令人難以置信的距離內(nèi)，跨越多個(gè)星系，引發(fā)了恒星的誕生。這一由美國(guó)宇航局錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)和其他望遠(yuǎn)鏡做出的發(fā)現(xiàn)，如果得到證實(shí)，將代表著有史以來(lái)最廣泛黑洞作為恒星啟動(dòng)器的影響范圍。黑洞似乎增強(qiáng)了超過(guò)一百萬(wàn)光年之外的恒星形成。項(xiàng)研究的主要作者，意大利博洛尼亞國(guó)家天體物理研究所(INAF)的羅伯托·吉利表示：

這是我們第一次看到單個(gè)黑洞推動(dòng)恒星同時(shí)在多個(gè)星系中誕生，想到一個(gè)星系的黑洞，可以對(duì)幾萬(wàn)億英里外其他星系發(fā)生的事情有“發(fā)言權(quán)”，這真是令人驚訝。黑洞是一個(gè)密度極高的天體，甚至連光都無(wú)法從中逃脫。黑洞巨大的引力吸引了周?chē)鷼怏w和塵埃，但是來(lái)自少量這種物質(zhì)的粒子也可以以接近光速的速度彈射出去，這些快速移動(dòng)的粒子在黑洞兩極附近形成了兩個(gè)窄束或“噴射”?？茖W(xué)家們?cè)谛卵芯恐杏^察到的超大質(zhì)量黑洞，位于距地球約99億光年的星系中心。

根據(jù)歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)和大型雙目望遠(yuǎn)鏡(LBT)的觀測(cè)，這個(gè)星系至少有七個(gè)相鄰的星系。使用美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的Karl Jansky甚大陣列，科學(xué)家們先前檢測(cè)到了來(lái)自大約一百萬(wàn)光年外高能粒子噴射的無(wú)線電波發(fā)射。噴流可以追溯到超大質(zhì)量黑洞，錢(qián)德拉探測(cè)到它是黑洞周?chē)鸁釟怏w旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生X射線的強(qiáng)大來(lái)源。

天文學(xué)家們還檢測(cè)到了射電噴流一端周?chē)鷱浡腦射線輻射云，這種X射線發(fā)射極有可能來(lái)自巨大的熱氣泡，由射電射流中的高能粒子與周?chē)镔|(zhì)相互作用加熱。當(dāng)熱泡膨脹并橫掃四個(gè)鄰近星系時(shí)，它可能會(huì)產(chǎn)生一種沖擊波，壓縮星系中的冷氣體，促使恒星形成。所有四個(gè)星系到氣泡中心的距離都大致相同，大約40萬(wàn)光年。

兩位作者估計(jì)，恒星形成率大約是質(zhì)量和距離相近典型星系的兩到五倍。這個(gè)黑洞的例子，它幫助把氣體變成恒星，并且范圍是星際的。天文學(xué)家已經(jīng)看到了許多黑洞通過(guò)“負(fù)反饋”影響其周?chē)h(huán)境的情況，換句話(huà)說(shuō)，減少了新恒星的形成，其研究成果發(fā)表在了《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。當(dāng)黑洞噴流向星系或星系團(tuán)熱氣體中注入如此多的能量，以致氣體不能冷卻到足以產(chǎn)生大量恒星時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。

這次黑洞成了造物主，在這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的星系集合中，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不太常見(jiàn)的“正反饋”例子，即黑洞效應(yīng)增加了恒星的形成。此外，當(dāng)天文學(xué)家先前遇到正反饋時(shí)，它要么涉及恒星形成率增加30%或更少，要么發(fā)生在附近伴星系上僅約2萬(wàn)到5萬(wàn)光年的尺度上。反饋是正的還是負(fù)的，取決于云的加熱率和冷卻率之間的微妙平衡。

這是因?yàn)樽畛跏艿經(jīng)_擊波沖擊時(shí)溫度較低的云層更容易經(jīng)歷正反饋，形成更多恒星。研究人員總共使用了六天的錢(qián)德拉觀察時(shí)間，時(shí)間分布在五個(gè)月內(nèi)。只有通過(guò)這種非常深入的觀察，才能看到黑洞產(chǎn)生的熱氣泡，通過(guò)觀測(cè)與此類(lèi)似的天體，我們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，正反饋在星系群和星系團(tuán)的形成過(guò)程中非常普遍。其研究成果發(fā)表在了《天文學(xué)與天體物理學(xué)》期刊上。

博科園｜研究/來(lái)自：美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)

參考期刊《arXiv》《天文學(xué)與天體物理學(xué)》

Cite: arXiv:1910.07590

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