黑洞以毀滅撕裂物體而聞名，例如恆星等。但現在天文學家發現了一個黑洞，它可能在令人難以置信的距離內，跨越多個星系，引發了恆星的誕生。這一由美國宇航局錢德拉X射線天文台和其他望遠鏡做出的發現，如果得到證實，將代表著有史以來最廣泛黑洞作為恆星啟動器的影響範圍。黑洞似乎增強了超過一百萬光年之外的恆星形成。項研究的主要作者，義大利博洛尼亞國家天體物理研究所(INAF)的羅伯托·吉利表示：
這是我們第一次看到單個黑洞推動恆星同時在多個星系中誕生，想到一個星系的黑洞，可以對幾萬億英里外其他星系發生的事情有「發言權」，這真是令人驚訝。黑洞是一個密度極高的天體，甚至連光都無法從中逃脫。黑洞巨大的引力吸引了周圍氣體和塵埃，但是來自少量這種物質的粒子也可以以接近光速的速度彈射出去，這些快速移動的粒子在黑洞兩極附近形成了兩個窄束或「噴射」。科學家們在新研究中觀察到的超大質量黑洞，位於距地球約99億光年的星系中心。
根據歐洲南方天文台甚大望遠鏡(VLT)和大型雙目望遠鏡(LBT)的觀測，這個星系至少有七個相鄰的星系。使用美國國家科學基金會的Karl Jansky甚大陣列，科學家們先前檢測到了來自大約一百萬光年外高能粒子噴射的無線電波發射。噴流可以追溯到超大質量黑洞，錢德拉探測到它是黑洞周圍熱氣體旋轉產生X射線的強大來源。天文學家們還檢測到了射電噴流一端周圍瀰漫的X射線輻射雲，這種X射線發射極有可能來自巨大的熱氣泡，由射電射流中的高能粒子與周圍物質相互作用加熱。
當熱泡膨脹並橫掃四個鄰近星系時，它可能會產生一種衝擊波，壓縮星系中的冷氣體，促使恆星形成。所有四個星繫到氣泡中心的距離都大致相同，大約40萬光年。兩位作者估計，恆星形成率大約是質量和距離相近典型星系的兩到五倍。這個黑洞的例子，它幫助把氣體變成恆星，並且範圍是星際的。天文學家已經看到了許多黑洞通過「負反饋」影響其周圍環境的情況，換句話說，減少了新恆星的形成，其研究成果發表在了《天文學與天體物理學》期刊上。
當黑洞噴流向星系或星系團熱氣體中注入如此多的能量，以致氣體不能冷卻到足以產生大量恆星時，就會發生這種情況。這次黑洞成了造物主，在這個新發現的星系集合中，天文學家發現了一個不太常見的「正反饋」例子，即黑洞效應增加了恆星的形成。此外，當天文學家先前遇到正反饋時，它要麼涉及恆星形成率增加30%或更少，要麼發生在附近伴星系上僅約2萬到5萬光年的尺度上。反饋是正的還是負的，取決於雲的加熱率和冷卻率之間的微妙平衡。
這是因為最初受到衝擊波衝擊時溫度較低的雲層更容易經歷正反饋，形成更多恆星。研究人員總共使用了六天的錢德拉觀察時間，時間分布在五個月內。只有通過這種非常深入的觀察，才能看到黑洞產生的熱氣泡，通過觀測與此類似的天體，我們可能會發現，正反饋在星系群和星系團的形成過程中非常普遍。其研究成果發表在了《天文學與天體物理學》期刊上。
博科園｜研究/來自：美國國家射電天文台
參考期刊《arXiv》《天文學與天體物理學》
Cite: arXiv:1910.07590
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