ALMA发现最早的巨大黑洞风暴 _生活百科

许多大型星系的中心隐藏着一个超大质量黑洞，其质量是太阳的数百万到数十亿倍。有趣的是，黑洞的质量与附近宇宙中星系中心区域(凸起)的质量大致成正比。乍一看，这似乎很明显，但实际上很奇怪。原因是星系和黑洞的大小相差大约 10 个数量级。基于大小如此不同的两个物体的质量之间的这种比例关系，天文学家认为星系和黑洞通过某种物理相互作用一起生长和进化(共同进化) 。

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【ALMA发现最早的巨大黑洞风暴】银河风可以提供黑洞和星系之间的这种物理相互作用。一个超大质量的黑洞吞噬了大量的物质。当物质由于黑洞的引力而开始高速移动时，它会释放出强烈的能量，可以将周围的物质向外推。银河风就是这样产生的。
“问题是银河风是什么时候在宇宙中出现的?” 该研究论文的主要作者、日本国家天文台 (NAOJ) 的研究员 Takuma Izumi 说。“这是一个重要的问题，因为它与天文学中的一个重要问题有关：星系和超大质量黑洞是如何共同进化的?”
研究小组首先使用 NAOJ 的斯巴鲁望远镜来搜索超大质量黑洞。得益于其宽视场的观测能力，他们在 130 亿多年前在宇宙中发现了 100 多个具有超大质量黑洞的星系。
然后，研究小组利用ALMA的高灵敏度来研究黑洞宿主星系中的气体运动。ALMA观测了斯巴鲁望远镜发现的星系HSC J124353.93+010038.5(以下简称J1243+0100)，并捕获了星系中尘埃和碳离子发出的无线电波。
对 ALMA 数据的详细分析表明，J1243+0100 中存在以每秒 500 公里的速度移动的高速气流。这种气流有足够的能量推开星系中的恒星物质并阻止恒星形成活动。在这项研究中发现的气流确实是一种银河风，它是观测到的最古老的银河系大小风的例子。之前的记录保持者是大约 130 亿年前的一个星系;所以这个观察将开始时间又推回了 1 亿年。
该团队还测量了 J1243+0100 中安静气体的运动，并根据其引力平衡估计该星系的凸起质量约为太阳的 300 亿倍。用另一种方法估计，该星系超大质量黑洞的质量约为其 1% 。这个星系中的凸起与超大质量黑洞的质量比几乎与现代宇宙中黑洞与星系的质量比相同。这意味着超大质量黑洞和星系的共同演化在宇宙诞生后不到 10 亿年就一直在发生。