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銀河系神祕絲線 指向超大黑洞

地球上肉眼可見的銀河系,利用無線電望遠鏡,可以看到不一樣的天體結構。(Shutterstock)
地球上肉眼可見的銀河系,利用無線電望遠鏡,可以看到不一樣的天體結構。(Shutterstock)

編譯/林達
天文學家發現數百條指向銀河系中心超大質量黑洞的神祕宇宙絲線。這些奇怪的絲線每條都在太空中延伸5到10光年,形成的「點」和「線」,猶如宇宙中的摩斯密碼。

美國西北大學天文學家法哈德·尤瑟夫-扎德 (Farhad Yusef-Zadeh)表示, 南非北開普省的MeerKAT無線電望遠鏡收集數據中的絲線結構令他「震驚」。它們從距離地球2萬5千光年的銀河系中心向外擴散開來,就像一個巨大輪子上的支離破碎輻條。

MeerKAT是世界上最靈敏的無線電望遠鏡,在對銀河系核心進行200小時掃描觀測期間,捕獲了這些絲線圖像。扎德告訴《衛報》,「它們似乎可以被溯源到(銀河中心的)黑洞,它們在向我們講述著關於這個黑洞的故事。」

扎德四十年前分析新墨西哥州「甚大天線陣列」(Very Large Array)望遠鏡所收集的數據後,曾發現一些更長的絲線結構,圍繞著位於銀河系中心的人馬座A*黑洞(SgrA*),並垂直於銀河系圓盤的平面,長度達150光年。

是什麼產生了數量眾多的垂直細絲,目前尚不清楚,但研究發現,它們具有強大的磁場,並在將宇宙射線中的粒子加速到接近光速時,發射出無線電波。

扎德稱,包括他本人在內的研究人員,一直忙於研究這項巨大的垂直絲線的特性,以至於他們幾乎沒有注意到銀河系中心一些較短的水平細絲的存在。

「之前的研究重點是如何理解垂直絲線,而水平的結構不知為何卻沒人在意,」扎德說。突然發現這些指向黑洞方向的新結構時,真讓他吃驚,如果不是因為有MeerKAT望遠鏡,這些結構就不會被發現。

當科學家從MeerKAT圖像中移除背景,並濾除雜訊時,從銀河系中心擴散的較短水平絲線成為研究焦點。扎德說,他的研究團隊日前發表在《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)的論文,所描述的新型絲線結構,形成過程與之前較大的垂直細絲有所不同。

他懷疑,大約600萬年前黑洞的一次物質噴發,撞擊周圍的恆星和氣體雲,產生了指向黑洞的熱等離子體條紋。這種效果類似於用吹風機在畫布上吹散幾滴油彩。

「黑洞的噴發物與它遇到的物體相互作用並扭曲其形狀,將所有東西吹往同一個方向。」

透過研究宇宙絲線,天文學家希望更加了解銀河系中央黑洞的自旋,以及圍繞它旋轉,並墜落其中的物質所構成的吸積盤。扎德說,「銀河系擁有許多我們無法解釋的結構,還有很多東西需要探索。」 ◇