一項(xiàng)最新研究顯示，圍繞超大質(zhì)量黑洞存在的氣體物質(zhì)會(huì)從吸積盤的上下兩個(gè)方向上噴射而出，就像一座三維噴泉，科學(xué)家們很早就猜想，圍繞活動(dòng)星系核的氣體環(huán)會(huì)形成一個(gè)類似甜甜圈的形態(tài)，但現(xiàn)在，科學(xué)家們首次揭示了這種結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程細(xì)節(jié)。
利用設(shè)在南美洲智利境內(nèi)的阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波天線陣列（ALMA）進(jìn)行的觀測(cè)和模擬結(jié)果顯示，所謂“甜甜圈”實(shí)際上是一個(gè)活躍得多的結(jié)構(gòu)，由三個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的部分組成。
在這項(xiàng)最新研究中，來(lái)自日本國(guó)立天文臺(tái)的研究人員對(duì)一個(gè)遠(yuǎn)在1400萬(wàn)光年外的星系核心的超大質(zhì)量黑洞展開(kāi)研究。他們將觀測(cè)結(jié)果與在超級(jí)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的氣體墜落向黑洞的模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，最終得到的結(jié)果對(duì)傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。
根據(jù)他們的研究成果，這個(gè)圍繞黑洞的氣體下落過(guò)程其實(shí)更多是一種三步走的過(guò)程。
首先，低溫氣體在自轉(zhuǎn)平面附近形成一個(gè)盤狀結(jié)構(gòu)，不斷加熱，直到其中的分子解體；這其中的一部分分子物質(zhì)會(huì)被噴射出去，朝向吸積盤的上方或下方高速噴出，但隨后在引力作用下散開(kāi)并再次落回吸積盤，有點(diǎn)像是噴水池中的噴泉，從而在四周構(gòu)成一個(gè)類似甜甜圈的厚圈狀結(jié)構(gòu)。
▲ALMA觀測(cè)到的一個(gè)星系內(nèi)部CO分子氣體以及C原子分布情況
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的日本鹿兒島大學(xué)理論物理學(xué)家和田桂一指出：“此前的理論模型預(yù)設(shè)了一個(gè)甜甜圈結(jié)構(gòu)。但我們的研究與此不同，我們并不進(jìn)行思維預(yù)設(shè)，我們的模擬從物理學(xué)方程出發(fā)，首次揭示出那些區(qū)域的氣體物質(zhì)會(huì)如何自然而然地形成甜甜圈狀。我們的模擬也與許多觀測(cè)結(jié)果相吻合?！?/p>
長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們一直在試圖弄清位于幾乎每個(gè)大型星系核心的這些神秘結(jié)構(gòu)的本質(zhì)，而這項(xiàng)最新研究為這一方向提供了最新觀點(diǎn)。
和田桂一表示：“借助ALMA設(shè)備對(duì)低溫分子氣體和溫暖原子氣體分布與運(yùn)動(dòng)的觀察，我們展現(xiàn)了活躍黑洞周圍的所謂‘甜甜圈’結(jié)構(gòu)是如何自然產(chǎn)生出來(lái)的?！彼f(shuō)：“基于這些發(fā)現(xiàn)，我們最好改寫一下我們的相關(guān)教科書。”
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