一座休眠的火山:銀河系中心的黑洞比我們想象的更具爆炸性
銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞噴出了350萬年前從地球上清晰可見的巨大輻射。在不久將要發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上的新研究中,我和我的同事發(fā)現(xiàn),火炬殘留在痕跡中的麥哲倫流中有痕跡,麥哲倫流距我們約20萬光年,環(huán)繞著銀河系。
該團(tuán)隊(duì)包括澳大利亞國立大學(xué)的Ralph Sutherland和Brent Groves以及ASTRO-3-D;悉尼大學(xué)的Magda Guglielmo,Wen Hao Li和Andrew Curzons;科羅拉多大學(xué)的Philip Maloney;卡羅來納大學(xué)的Gerald Cecil;和巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的安德魯·??怂?Andrew J. Fox)。
這一發(fā)現(xiàn)改變了我們對銀河系中心黑洞的看法,該黑洞在整個人類歷史記錄中一直處于休眠狀態(tài)。天文學(xué)家逐漸意識到,在相對較近的過去,以銀河系術(shù)語(數(shù)百萬年測量),它一直非?;钴S,甚至具有爆炸性。
數(shù)十億年來,這項(xiàng)活動斷斷續(xù)續(xù)地閃爍著。我們不了解為什么此活動是間歇性的,但與材料如何被倒入黑洞有關(guān)。就像加熱板上的水滴一樣,濺落和爆炸取決于其大小。
我們在地球上的處境類似于居住在維蘇威火山(Mount Vesuvius)之類的休眠火山附近,該火山過去曾爆炸性活動,對龐貝造成了災(zāi)難性后果。
盡管如此,沒有必要驚慌:據(jù)我們所知,我們在軌道上安全的是遠(yuǎn)離銀河系中心的一顆酷矮星。
為什么在銀河系中心有一個黑洞?
如果沿著銀河系朝射手座方向看,您會看到銀河中心周圍密集的星團(tuán)。銀河系中心的特征是圍繞著超大質(zhì)量黑洞的非常密集,非常龐大的恒星團(tuán)。
今年早些時候,ESO重力小組發(fā)現(xiàn)了一顆靠近黑洞的恒星,其每秒移動速度高達(dá)10,000公里,是光速的百分之幾。這使他們將黑洞的重量精確到1%,達(dá)到太陽質(zhì)量的400萬倍。
隨著銀河系超大質(zhì)量黑洞的出現(xiàn),這是一個輕量級的任務(wù)。例如,我們鄰近的星系仙女座也有一個超大質(zhì)量的黑洞,但它比我們的重了50倍。
基本上所有大星系都有中心大質(zhì)量黑洞。我們不知道為什么會這樣,但是我們知道這很重要,而且這些怪物的成長階段很可能會影響整個銀河系。
了解黑洞與宿主星系之間相互作用的影響是現(xiàn)代天體物理學(xué)中最熱門的主題之一。
一些黑洞比其他黑洞更活躍
但是,如果我們從整個宇宙望出去,我們只會看到少數(shù)幾個星系似乎有“活躍的”黑洞。所謂活躍,是指旋入黑洞的氣體和恒星形成極熱的氣體環(huán)。
這個被稱為吸積盤的環(huán)變得非常熱,以至于它驅(qū)使射流,風(fēng)和輻射光束穿過整個銀河系。這些爆炸的影響在更大的星系中尤其令人印象深刻。
幾十年來,澳大利亞的射電望遠(yuǎn)鏡測繪的射流遠(yuǎn)大于中間的可見星系。
半人馬座星系A(chǔ)中的射流在天空中延伸超過10度-彼此相鄰的20個滿月的大小??紤]到半人馬座A距離一千萬光年,這是非常了不起的。
黑洞吸積盤發(fā)出的輻射束在數(shù)千年間向不同的方向旋轉(zhuǎn)。圖片來源:Phil Hopkins /加州理工學(xué)院
銀河系爆炸
大約三百萬年前,我們的直接祖先afaruslopithecus afarensis走過了地球。他們很可能朝射手座抬起頭來,看到錐狀的光線從銀河系向側(cè)面射擊,比夜空中的任何星星都要亮。
燈光秀在人的時間尺度上將顯示為靜態(tài)光束,僅在數(shù)千年的時間尺度上閃爍。如今,這一巨大事件的唯一可見殘留是沿著遙遠(yuǎn)的麥哲倫流所產(chǎn)生的冷卻氣體。
那么,如果爆炸噴頭直接對準(zhǔn)我們,地球上的生命將如何發(fā)展?這是一個有效的問題,因?yàn)槲覀冋J(rèn)為吸積盤的旋轉(zhuǎn)軸在輕質(zhì)超大質(zhì)量黑洞中瘋狂地翻轉(zhuǎn)。
如果光束指向太陽系,那么噴氣機(jī)將不得不穿過銀河系盤,這將需要大約一千萬年的時間才能到達(dá)我們。
因此,更古老的爆炸可能會產(chǎn)生尚未到達(dá)我們的強(qiáng)大射流。
但是我們不必?fù)?dān)心-在最高峰時,射流到達(dá)我們時的強(qiáng)度不可能超過最活躍的太陽耀斑。眾所周知,它們會擊落衛(wèi)星,并對太空行走的宇航員構(gòu)成威脅,但我們自己的大氣層在很大程度上保護(hù)了我們在地球上的安全。