真正的巨型黑洞，請現身

原文標題：Will the Real Monster Black Hole Please Stand Up?

作者：Preston Dyches, Dave Finley

原文來自：NASA

Posted: 2015. 1. 8

編譯：Melipal審校：數星星的貓（編譯版權所有，未經許可請勿轉載）

NASA核分光望遠鏡陣（NuSTAR）拍攝的一張新的高能X射線圖像，指出了一處星系亂堆中的真正巨獸所在。圖中展示了兩個碰撞的星系，它們統稱為Arp 299，位於1.34億光年之外。這兩個星系中心都擁有一個特大質量黑洞。

NASA核分光望遠鏡陣拍攝的這張碰撞星系Arp 299新圖像揭示了真正的巨型黑洞所在。中圖是NuSTAR高能X射線與NASA哈勃空間望遠鏡可見光圖像的疊合圖。大圖與說明文字請點擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech/GSFC）

NuSTAR揭示出，一對星系中右側的那個黑洞正在活躍地吞噬著氣體，而左側的那個要麼是處在蟄伏期，要麼是埋藏在了氣體和塵埃之下。

這一發現正在幫助研究者了解併合星系觸發黑洞開始反饋的過程，這是星系演化中的重要步驟。

發表在《天體物理學報》雜誌上的新論文的第一作者、來自馬里蘭州格林貝爾特（Greenbelt）NASA戈達德太空飛行中心的安德魯·普塔克（Andrew Ptak）說：「當星系碰撞時，氣體被四向攪起，驅動進入了相應的星系核，為黑洞的生長與恆星形成活動提供著燃料。我們想去了解的是觸發黑洞活動啟動並開始吞噬氣體的機制。」

NuSTAR是第一架可以在Arp 299糾纏的星系中分辨出高能X射線來源的望遠鏡。先前其他望遠鏡（包括NASA的錢德拉X射線天文台以及歐洲空間局的XMM-牛頓望遠鏡）探測的是能量較低的X射線，它們的觀測說明，Arp 299中存在活躍的特大質量黑洞。不過根據先前的數據，人們並不清楚是一個還是兩個黑洞正在進行著「吸積」反饋過程，在這樣的過程中，黑洞的引力將氣體拖向自身，質量增長。

來自NuSTAR的新的X射線數據（疊加在了NASA哈勃空間望遠鏡拍攝的可見光圖像之上）表明，實際上右側的是飢餓的黑洞。隨著它吸積氣體過程的進行，黑洞附近的高能過程將電子和質子加熱到了大約數億度，產生超熱等離子體——黑洞冕，將可見光能量提升到了高能X射線能段。同時，左側的黑洞要麼是在「打瞌睡」（也就是處於寧靜態或稱蟄伏態），要麼是埋藏在了太多的氣體和塵埃之中，高能X射線無法從中逃出。

論文的合作者安·霍恩施邁耶（Ann Hornschemeier）說：「在一對併合星系中，兩個黑洞同時活躍的可能性不大。不過當兩個星系核彼此靠近的時候，潮汐力會猛烈地攪動氣體和恆星，在這個時候，兩個黑洞可能都會處於活躍態。」霍恩施邁耶周四在西雅圖召開的美國天文學會年會上展示了這些結果。

NuSTAR對於研究被重重遮掩的黑洞（如Arp 299中的這對）來說很理想。高能X射線可以穿透濃厚的氣體，而低能X射線與可見光都會被遮掩住。

普塔克說：「在這之前，我們是無法分辨出這對併合星系中真正的巨獸的。」

NuSTAR是一顆隸屬小型探險者（Explorer）計劃的衛星，由帕薩迪那的加州理工學院領銜，由同樣位於帕薩迪那的NASA噴氣推進實驗室為華盛頓的NASA科學任務理事會管理。航天器由弗吉尼亞州杜勒斯（Dulles）的軌道科學公司承建，其儀器由加州理工學院、JPL、加州大學伯克利分校、紐約哥倫比亞大學、馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心、丹麥理工大學、加州利弗莫爾（Livermore）的勞倫斯—利弗莫爾國家實驗室、加州戈利塔（Goleta）的ATK航空航天系統公司組成的合作小組建造，義大利空間局（ASI）科學數據中心為其提供了支援。

NASA正在探索我們的太陽系以及太陽系之外的區域，以了解宇宙以及我們在宇宙中的處境。該機構希望能夠揭開宇宙的秘密，了解其起源和演化，並在群星之中尋找生命。

更多信息請訪問：http://www.nasa.gov/nustar以及http://www.nustar.caltech.edu/。

（全文完）