一幅插圖顯示了黑洞周圍化學(xué)物質(zhì)的分布，氰化氫同位素(黃色)被限制在中心區(qū)域，心大質(zhì)洞何氰化物自由基(紅色)在中心并以噴流形式向外延伸，臟揭支配一氧化碳同位素(藍(lán)色)避開了中心區(qū)域。示超(圖片鳴謝:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、量黑NASA/ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、星系T. Nakajima等人)
（神秘的化學(xué)地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（羅伯特·李）：新的研究揭示了潛伏在大星系中心的超大質(zhì)量黑洞如何影響化學(xué)物質(zhì)在整個(gè)星系中的分布。
科學(xué)家們早就知道超大質(zhì)量黑洞對它們周圍的魷魚星系星系有著巨大的影響。特別是心大質(zhì)洞何，當(dāng)這些黑洞從它們周圍的臟揭支配物質(zhì)中吸取營養(yǎng)時(shí)，它們形成的示超電磁輻射亮度足以超過它們所在星系中所有恒星的總和。這種活躍的量黑進(jìn)食過程也導(dǎo)致物質(zhì)以接近光速的速度從黑洞向外噴射。
綜合起來，星系這些現(xiàn)象認(rèn)為銀河系的化學(xué)心臟是一個(gè)活躍的星系核(AGN)，加熱氣體和塵埃，魷魚星系并將恒星形成物質(zhì)推離該區(qū)域，這可能會限制恒星的誕生，從而抑制星系本身的增長。然而，科學(xué)家們并不清楚星系中化學(xué)物質(zhì)的分布是如何受到活動星系核及其超大質(zhì)量黑洞引擎的影響的。
這項(xiàng)新的研究是由一組天文學(xué)家進(jìn)行的，他們使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)來觀察NGC 1068星系的超大質(zhì)量AGN，也被稱為梅西耶77 (M77)，或簡稱為“魷魚星系”特別是，研究人員對解析這個(gè)棒旋星系明亮中心周圍的化學(xué)物質(zhì)分布感興趣，該星系位于塞特斯星座，距離地球51.4光年。與這個(gè)AGN相關(guān)的黑洞被稱為環(huán)核盤的厚厚的塵埃環(huán)所籠罩，并被稱為星爆環(huán)的密集恒星誕生區(qū)域所包圍。
“最近，關(guān)于星系的一個(gè)重要而有趣的問題是對活動星系中的電源的調(diào)查，特別關(guān)注模糊的星系核，它們是星系星爆或AGN的中心引擎，”該研究背后的團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于《天體物理學(xué)雜志》的一篇論文中寫道。“揭示動力源的觀測可能會提供有關(guān)星系演化的關(guān)鍵信息。基于化學(xué)的方法，包括在星系中使用線調(diào)查，是解決這個(gè)問題的有效方法。”
由于ALMA令人印象深刻的空間分辨率和新機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的使用，該團(tuán)隊(duì)能夠繪制出銀河系中23種分子的分布。
(左)甚大望遠(yuǎn)鏡看到的魷魚星系(右)該星系的活動星系核由望遠(yuǎn)鏡的馬蒂斯儀器。(圖片鳴謝:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、NASA/ESA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、T. Nakajima等人)
這是可能的，因?yàn)榛瘜W(xué)元素和化合物吸收特征波長的光，所以通過觀察穿過氣體和塵埃的光，科學(xué)家可以看到光被吸收的“線”或間隙。這顯示了塵埃和氣體的化學(xué)成分。
特別是，該團(tuán)隊(duì)觀察到氰化氫的同位素被限制在AGN的中心區(qū)域，而氰化物自由基也位于星系的活動中心，但也向外噴射，從超大質(zhì)量黑洞的兩極延伸出來。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，與這兩種分子不同，星系中常見的一氧化碳同位素避開了中心區(qū)域。
對該團(tuán)隊(duì)來說，這是超大質(zhì)量黑洞不僅影響星系大尺度結(jié)構(gòu)，還影響其化學(xué)成分的明顯證據(jù)。這項(xiàng)研究也給研究人員帶來了一些驚喜，研究小組發(fā)現(xiàn)來自AGN的高能X射線對化學(xué)分布的影響沒有理論上的那么大。
“在受強(qiáng)輻射影響的地區(qū)，環(huán)核圓盤中氰化物的豐度明顯低于模型計(jì)算的預(yù)期值，”作者總結(jié)道。“與機(jī)械反饋相比，預(yù)計(jì)來自AGN的強(qiáng)X射線輻射對環(huán)核盤中分子豐度的影響相對較低。”
這項(xiàng)研究的論文發(fā)表在9月14日的《天體物理學(xué)雜志》上。
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