M77螺旋星系內超級黑洞四周發現「甜甜圈」 直徑達40光年

[peter]

http://www.epochtimes.com/b5/18/2/19/n10155507.htm
超級黑洞四周發現「甜甜圈」 直徑達40光年
天文學家發現，M77螺旋星系內的黑洞外有個大型的環狀結構，猶如「甜甜圈」。此為藝術家所繪製的示意圖。(ESO/NAOJ/NRAO)
科學家在一個超級黑洞外發現由氣體和塵埃所構成的凸形圓盤，直徑達40光年，猶如宇宙中特大號的「甜甜圈」。這是科學家首次清楚地觀測到這種結構。

由日本國立天文台（National Astronomical Observatory）天文學家今西昌俊（Masatoshi Imanishi）所主導的研究團隊，利用位於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，ALMA），觀測這個位於M77螺旋星系內的黑洞。

M77位於南天的鯨魚座內，距離地球約4,700萬光年之遙。而這個活躍的巨大黑洞，正在該星系的中心位置享用大餐。

研究人員發現，在這個黑洞的四周有個由緊密的氣體和塵埃所構成的環狀結構，正繞著黑洞在旋轉，而其距離星系中心的半徑為20光年。

這個環狀結構似乎不對稱，它不光是因為黑洞的重力而旋轉，同時也包含高度隨機的運動。而其環繞在黑洞四周的氣體分布，則比模式預測的更複雜。

先前有很多天文學家觀測過M77的中心，但從未如此清楚地見到其黑洞四周的環狀結構。

天文學家知道這種環狀結構存在於黑洞四周，已經有幾十年的時間，但這是這種結構第一次被清楚地看見與證實。

而在人類居住的銀河系，其核心也有個超級黑洞，但此黑洞處於非常安靜的狀態，只有少部分氣體被其吞噬。

因此，為了詳盡地研究活躍星系核（active galactic nucleus），天文學家就必須觀測遙遠星系的核心，而M77就是距離最近、適合觀測的星系之一。

研究這種現象有助於科學家更好地了解星系的形成，以及超級黑洞在其中心的發展。

上述研究成果發表在2月的《天體物理學雜誌通訊》（Astrophysical Journal Letters）上。


Astronomers Observe the Rotating Accretion Disk Around the Supermassive Black Hole in M77
https://www.universetoday.com/138589/astronomers-observe-rotating-accretion-disk-around-supermassive-black-hole-m77/


Artist’s impression of the dusty gaseous torus around an active supermassive black hole. ALMA revealed the rotation of the torus very clearly for the first time. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

The central region of the spiral galaxy M77. The NASA/ESA Hubble Space Telescope imaged the distribution of stars. ALMA revealed the distribution of gas in the very center of the galaxy. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Imanishi et al./NASA/ESA Hubble Space Telescope and A. van der Hoeven


Motion of gas around the supermassive black hole in the center of M77. The gas moving toward us is shown in blue and that moving away from us is in red. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Imanishi et al.


WIKI
https://en.wikipedia.org/wiki/Messier_77

[peter]

https://www.cnbeta.com/articles/science/700405.htm

科学家认为，超大黑洞与星系互相影响而共同进化。但是由于超大黑洞与其所在的星系整体相比规模极为微小，仅有百亿分之一左右，对星系与超大黑洞如何相互影响尚无法得知。

理解星系与超大黑洞共同进化的关键是，正在吞噬大量物质成长中的超巨大黑洞。这种黑洞周围降落下的物质引力能量转化为光，称为“活动星系核”。活动星系核发出非常强烈的光，不时喷射出高速气流，因而对周围星系环境产生巨大影响。活动星系核是解开星系与黑洞共同进化之谜的关键天体。但是由于我们所在的银河系中心超大黑洞吸入的物质量非常少，且仅有微弱的活动，因此理解活动星系核的情景，需要高分辨率观察其他星系的中心核。

很久以前就有科学家预言，被称为“活动星系核”的活跃超大黑洞周围存在环绕其运动的“甜圈”状分子气体，但迄今为止没能通过直接观察确认。此次，研究小组用阿尔玛望远镜对螺旋星系M77的中心部位进行了详细观察。通过观测，清晰地发现了围绕超大黑洞半径约700光年的马蹄形气体云，以及包围巨大黑洞的半径约20光年的小型气体云。

研究小组认为，这正是众多天文学家所预言的“活动星系核统一模型”环绕黑洞的“甜圈”气体云。这一发现是研究超大黑洞活动及其对周围星系影响的基础性重大成果。

[peter]

https://technews.tw/2018/03/21/what-does-it-look-like-near-a-supermassive-black-hole/



天文學家現在使用由阿塔卡馬大型毫米／亞毫米陣列（ALMA）提供的高解析度觀測，第一次清晰地描繪了一個塵埃環繞超大質量黑洞的旋轉。他們的目標是 M77 漩渦星系的中心，距離鯨魚座 4,700 萬光年遠。利用 ALMA，他們能辨識氰化氫分子（HCN）和在星系中心的黑洞周圍的氣體和灰塵有關的甲醯離子（HCO +）的特定微波輻射。


為了解釋活耀星系核的各種觀測特徵，天文學家建立了活耀星系核的統一模型，即在活躍的超大質量黑洞附近，存在著布滿塵埃氣體的甜甜圈狀結構。但是，這一結構的外觀較整個星系而言，非常小巧。如今藉助 ALMA 望遠鏡的高解析度，在 M77 星系的中心可以直接看到這個結構。

透過這個結構的研究，天文學家發現，M77 星系中心的黑洞周圍的氣體分布比統一模型所推測的要複雜許多。這個圓環似乎有不對稱性，意謂著旋轉不僅源於黑洞的重力，還包含了高度隨機的運動。這些特徵表示活耀星系核可能發生過激烈的活動，包括與小星系的合併等。