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顺其自然362

马卡里安817的哈勃图像。信用:美国国家航空航天局

（）据塞浦路斯天文馆：黑洞就像喜怒无常的幼儿。他们总是把食物弄洒，但欧空局的XMM-Newton发现了一个黑洞，在一次文明的用餐中“翻转桌子”。

这一行为阻止了黑洞周围的星系形成新的恒星，让我们深入了解黑洞和星系是如何共同演化的。

每个大型星系的中心都有一个超大质量黑洞，其巨大的引力会从周围吸入气体。当气体螺旋向内时，它聚集在黑洞周围的一个平坦的“吸积盘”中，在那里它被加热和点亮。随着时间的推移，最接近黑洞的气体越过了不可逆转点并被吞噬。

然而，黑洞只消耗螺旋飞向它们的气体的一小部分。在环绕黑洞的过程中，一些物质被抛回太空，就像一个脏兮兮的小孩把盘子里的东西弄得到处都是一样。

在更戏剧性的情节中，黑洞将翻转整个餐桌:吸积盘中的气体以如此高的速度向四面八方抛出，从而清除了周围的星际气体。这不仅剥夺了黑洞的食物，还意味着没有新的恒星可以在广阔的区域内形成，从而改变了银河系的结构。

到目前为止，这种超快速的“黑洞风”只被探测到来自极其明亮的吸积盘，这是它们能够吸入物质的极限。这一次，XMM-Newton在一个明显普通的星系中探测到了超高速风，你可以说这只是“零食”这一发现发表在《天体物理学杂志快报》上。

“如果风扇调到最高转速，你可能会遇到非常快的风速。在我们研究的星系中，称为马卡里安817，风扇以较低的功率设置打开，但仍然产生了令人难以置信的高能风，”在这项研究中发挥核心作用的本科生研究员米兰达·扎克（密歇根大学）指出

“观测到超高速风是非常罕见的，探测到有足够能量改变其宿主星系特征的风就更不常见了。意大利罗马特雷大学的天文学家、论文合著者Elias Kammoun补充道:“马卡里安817产生这些风约一年时间，但并不处于特别活跃的状态，这一事实表明黑洞对其宿主星系的重塑可能比之前想象的要大得多。”



艺术家对马卡里安817的印象。致谢:塞浦路斯天文馆

被风阻挡的x射线

活跃的星系中心发出高能光，包括X射线。马卡里安817引起了研究人员的注意，因为它异常安静。利用美国国家航空航天局的斯威夫特天文台观察银河系时，米兰达回忆道，“X射线信号非常微弱，我确信我做错了什么。”

使用欧空局更敏感的X射线望远镜XMM-Newton进行的后续观测揭示了真正发生的情况:来自吸积盘的超高速风就像一个护罩，阻挡了从黑洞周围发出的X射线（称为日冕）。这些测量结果得到了美国国家航空航天局NuSTAR望远镜观测结果的支持。

对X射线测量的详细分析表明，马卡里安817的中心非但没有发出一股气体，反而在吸积盘的大面积区域内产生了阵风风暴。风持续了数百天，至少由三种不同的成分组成，每种成分都以光速的百分之几移动。

这解决了我们对黑洞及其周围星系如何相互影响的理解中的一个未解之谜。有许多星系——包括银河系——似乎在其中心周围有大片区域，其中很少有新恒星形成。这可以用清除恒星形成气体的黑洞风来解释，但只有当风足够快、持续时间足够长，并且由具有典型活动水平的黑洞产生时，这种情况才会发生。

“黑洞研究中许多悬而未决的问题都是通过长时间的观测来实现探测的，这些观测持续了数小时以捕捉重要事件。这突出了XMM-Newton任务对未来的至关重要性。欧空局XMM-Newton项目科学家诺伯特·沙尔特尔说:“没有其他任务能够同时具备高灵敏度和长时间不间断观测的能力。”