天文学家们利用大型双筒望远镜干涉仪捕捉到了前所未有的超大质量黑洞直接红外成像,分辨率达到了最高水平。
超大质量黑洞,被称为活动星系核(AGN),位于特定星系的中心。当物质被吸入这些黑洞时,会释放出巨大的能量,使得AGN成为宇宙中最强大的现象之一。亚利桑那大学的研究人员利用大型双筒望远镜干涉仪创造了AGN的最高分辨率直接红外图像。
来自德国马克斯·普朗克天文学研究所的科学家们也对此研究做出了贡献。研究结果已发表在期刊《自然天文学》中。
亚利桑那大学斯图尔特天文台的博士后研究助理、该研究的主要作者雅各布·伊斯贝尔(Jacob Isbell)表示:“大型双筒望远镜干涉仪可以视为第一台超大型望远镜,这是一个令人兴奋的成就。”
根据伊斯贝尔的说法,每个星系都有一个中心超大质量黑洞。这些黑洞有些处于活跃状态,有些则处于休眠状态,这取决于物质是否正在以不同的速率被吸入。围绕黑洞的吸积盘随着物质的积聚而变得更加明亮。如果这个盘足够明亮,这个黑洞就会被分类为活跃的。位于我们银河系附近的NGC 1068星系中的活动星系核是最明亮的活跃例子之一。
大型双筒望远镜位于图森东北的格雷厄姆山,与两面各8.4米的镜子独立工作,实际上起到并排两个不同望远镜的作用。大型双筒望远镜干涉仪结合了两个镜子的光,从而获得比单个镜子更高的分辨率观察。这种先进的成像技术以前曾用于分析木星卫星欧罗巴上的火山,因此研究人员决定使用干涉仪来研究一个AGN。
伊斯贝尔表示:“NGC 1068星系中的AGN非常明亮,使其成为测试这种技术的理想目标。这些图像代表了迄今为止对AGN的最高分辨率直接观测。”
斯图尔特天文台的副天文学家史蒂夫·厄特尔(Steve Ertel)领导着大型双筒干涉仪团队。利用干涉仪,团队能够同时观察到AGN内发生的多个宇宙现象。
围绕超大质量黑洞的发光盘释放出显著的光,产生辐射压力,有效地像小帆一样将尘埃推开。捕捉到的图像显示了由这种辐射压力引起的尘埃向外流动的风。此外,有一个区域发出的光远超预期,因为它仅被明亮的吸积盘照亮。通过将新图像与旧数据进行比较,科学家们将这一现象与穿越星系的射电喷流联系起来,射电喷流与分子气体和尘埃云相互作用并加热。射电喷流反馈是指超大质量黑洞释放的强大射线和粒子对其周围环境产生的影响。
像大型双筒望远镜干涉仪和未来智利83.5英尺的巨型麦哲伦望远镜这样极大的望远镜的能力,使研究人员能够同时区分来自射电喷流和尘埃风的反馈。在过去,由于分辨率较低,这些不同的过程被混合在一起;现在,伊斯贝尔指出,可以清晰地看到各自的影响。
这项研究的发现表明,AGN环境非常复杂,增强了我们对AGN与其宿主星系相互作用的理解。
伊斯贝尔总结道:“这种成像技术可以应用于任何天文体。我们已经开始研究环绕恒星或具有尘埃外壳的非常大、进化的恒星的盘。”