宇航局图像有助于解释大质量黑洞的饮食习惯

在美国宇航局退役的斯皮策太空望远镜的图像中，数千光年长的尘埃流流向仙女座星系中心的超大质量黑洞。事实证明，这些溪流可以帮助解释数十亿倍太阳质量的黑洞如何满足它们的巨大胃口，但仍然是“安静”的食者。

当超大质量黑洞吞噬气体和尘埃时，物质在落入之前会被加热，产生令人难以置信的灯光秀——有时比整个充满恒星的星系还要亮。当物质以不同大小的团块消耗时，黑洞的亮度会发生波动。

但银河系(地球的家乡星系)和仙女座星系(我们最近的银河系邻居之一)中心的黑洞是宇宙中最安静的吞噬者之一。它们发出的微弱光在亮度上没有显着变化，这表明它们消耗的是少量但稳定的食物流，而不是大量的食物。溪流呈螺旋状一点一点地接近黑洞，类似于水沿着排水沟旋转的方式。

寻找仙女座的食物来源

《天体物理学杂志》上发表的一项研究提出了一个假设，即一个安静的超大质量黑洞以稳定的气体流为食，并将其应用于仙女座星系。作者利用计算机模型模拟了仙女座超大质量黑洞附近的气体和尘埃随着时间的推移可能发生的变化。

模拟表明，一个小的热气体盘可以在超大质量黑洞附近形成并持续供给它。该圆盘可以通过大量的气体和尘埃流来补充和维持。

然而，研究人员还发现，这些水流必须保持在特定的大小和流速内;否则，物质就会以不规则的团块落入黑洞，引起更多的光波动。

当作者将他们的发现与斯皮策和美国宇航局哈勃太空望远镜的数据进行比较时，他们发现斯皮策之前发现的尘埃螺旋符合这些限制。由此，作者得出结论，螺旋正在为仙女座的超大质量黑洞提供食物。

加那利群岛天体物理研究所和慕尼黑大学天文台的天体物理学家阿尔穆德纳·普列托(AlmudenaPrieto)表示：“这是科学家重新检查档案数据，通过将其与最新的计算机模拟进行比较来揭示有关星系动力学的更多信息的一个很好的例子。”今年发表的这项研究的合著者。“我们拥有20年前的数据，这些数据告诉我们一些我们在第一次收集数据时并未认识到的内容。”

在这张仙女座星系的图像中，也是使用美国宇航局退役的斯皮策太空望远镜的数据制作的，只有尘埃是可见的，这使得人们更容易看到星系的底层结构。图片来源：NASA/JPL-Caltech

更深入地了解仙女座

斯皮策于2003年发射，由NASA喷气推进实验室管理，利用人眼看不见的红外光研究宇宙。不同的波长揭示了仙女座星系的不同特征，包括较热的光源(如恒星)和较冷的光源(如尘埃)。

通过分离这些波长并单独观察尘埃，天文学家可以看到星系的“骨架”——气体凝聚和冷却的地方，有时形成尘埃，为恒星的形成创造条件。仙女座星系的这张照片揭示了一些惊喜。

例如，虽然仙女座星系像银河系一样是一个螺旋星系，但它的主要特征是一个巨大的尘埃环，而不是围绕其中心的明显旋臂。这些图像还显示了环的一部分有一个次生洞，矮星系就从那里穿过。

仙女座星系靠近银河系，这意味着它看起来比地球上的其他星系更大：用肉眼观察，仙女座星系的宽度约为月球宽度的六倍(约3度)。即使视野比哈勃望远镜更宽，斯皮策也必须拍摄11,000张快照才能创建这张仙女座星系的全面图片。

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