超大质量黑洞竟同时存在旋转方向相反的吸积盘

虽说科学家们认为,每个大型星系的中心都存在着一个超大质量黑洞,但现有的理论很难解释它们存在的合理性。

据我们所知,死去的巨型恒星会形成黑洞。恒星坍塌理论很好地解释了大多数黑洞的形成机制,即:一颗比太阳质量至少高五倍的恒星,在其寿命即将结束之际,恒星开始经历一次超新星爆炸,损失部分质量,然后坍塌成黑洞。

天体物理学家认为星系中心黑洞最开始也应该就是如此形成的普通黑洞,随后经历漫长的岁月,通过蚕食附近的物质逐渐壮大自身,变成超大质量黑洞。

这一理论存在的问题是,需要足够漫长的时间,星系中心黑洞才能发展壮大。

距离地球约4700万光年的地方,在NGC 1068(M77)星系的中心有一个不同寻常的中心黑洞。一组天文学家在智利使用Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)射电望远镜,找到了意料之外的东西。

天文学家发现了两个旋转方向相反的气态盘。反向旋转的气流是不稳定的,这意味着气态物质落入黑洞的速度比整齐地以同一方向旋转时要快。这可能是黑洞可以迅速生长的一种方式。

M77的中心黑洞大约是太阳质量的1500万倍,这意味着其事件视界范围超过了8800万公里,而它引力的作用范围还要更远。

根据研究人员的观察,围绕黑洞旋转的内盘,像个甜甜圈,范围大概是离黑洞约2光年处为内侧起始,并延伸到约4光年远处,中间这段环。外盘是从4光年到22光年,是以相反的方向旋转的环。

研究团队认为可能是,反向旋转的物质从宿主星系落入吸积盘,或者黑洞吸走了经过的反向旋转的卫星矮星系。而且,尽管当前轨道稳定,但可能只是暂时的现象。

当外盘开始掉落到内盘上时,可能会在数十万年后发生发生变化。旋转的气流碰撞并变得不稳定,并且分层的吸积盘可能会坍塌。气体分子落入黑洞,互相摩擦,迸射出海量的电磁波。遗憾的是,我们无缘亲眼目睹这场浩大的烟火秀。

NASA

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