星系的旋臂負(fù)責(zé)收集氣體以供給它們的中央超大質(zhì)量黑洞
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：外媒報(bào)道，根據(jù)一項(xiàng)新的旋的中大質(zhì)洞模擬，星系的臂負(fù)旋臂負(fù)責(zé)收集氣體以供給它們的中央超大質(zhì)量黑洞。該模擬始于美國(guó)西北大學(xué)，責(zé)收是集氣第一個(gè)非常詳細(xì)地顯示氣體如何在宇宙中一直流向超大質(zhì)量黑洞的中心。雖然其他模擬已經(jīng)模擬了黑洞的體供生長(zhǎng)，但這是央超第一個(gè)強(qiáng)大到足以全面說(shuō)明超大質(zhì)量黑洞演變過(guò)程中的眾多力量和因素的單一計(jì)算機(jī)模擬。
該模擬還為類星體的量黑神秘性質(zhì)提供了罕見(jiàn)的洞察力，類星體是星系令人難以置信的發(fā)光、快速增長(zhǎng)的旋的中大質(zhì)洞黑洞。類星體是臂負(fù)宇宙中最明亮的天體之一，它甚至經(jīng)常比整個(gè)星系都要亮。責(zé)收
西北大學(xué)的集氣Claude-André Faucher-Giguère是這項(xiàng)研究的資深作者之一，他說(shuō)：“我們從遙遠(yuǎn)的體供類星體觀察到的光線是由氣體落入超大質(zhì)量黑洞并在此過(guò)程中被加熱而產(chǎn)生的。我們的央超模擬顯示，星系結(jié)構(gòu)，如旋臂，利用引力來(lái)‘踩剎車’，否則氣體將永遠(yuǎn)圍繞星系中心運(yùn)行。這種‘剎車’機(jī)制使氣體轉(zhuǎn)而落入黑洞，而引力‘剎車’足以解釋我們觀察到的類星體。”
該研究于2021年8月17日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。
Faucher-Giguère是西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院的物理學(xué)和天文學(xué)副教授，也是天體物理學(xué)跨學(xué)科探索與研究中心（CIERA）的成員。康涅狄格大學(xué)的副教授、Faucher-Giguère小組的前CIERA研究員Daniel Anglés-Alcázar是該論文的第一作者。
超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量，其可以在短短一年內(nèi)吞噬10倍于一個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量。但是，當(dāng)一些超大質(zhì)量黑洞享受著持續(xù)的“食物供應(yīng)”時(shí)，其他的黑洞卻休眠了數(shù)百萬(wàn)年，只是在偶然的氣體涌入下“突然蘇醒”。關(guān)于氣體如何在宇宙中流動(dòng)以供給超大質(zhì)量黑洞的細(xì)節(jié)一直是一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。
為了解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，研究小組開(kāi)發(fā)了新的模擬，它將許多關(guān)鍵的物理過(guò)程--包括宇宙的膨脹和大尺度的星系環(huán)境、重力氣體流體力學(xué)和大質(zhì)量恒星的反饋--納入一個(gè)模型。
Anglés-Alcázar說(shuō)：“超新星等強(qiáng)大的事件向周圍的介質(zhì)注入了大量的能量，這影響了星系的演化過(guò)程。因此，我們需要將所有這些細(xì)節(jié)和物理過(guò)程納入其中，以捕捉一個(gè)準(zhǔn)確的畫面。”
在FIRE（"現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的反饋"）項(xiàng)目以前的工作基礎(chǔ)上，新技術(shù)大大增加了模型的分辨率，并允許跟蹤氣體在星系中流動(dòng)，其分辨率比以前好1000多倍。
Anglés-Alcázar說(shuō)：“其他模型可以告訴你很多關(guān)于非常接近黑洞所發(fā)生的事情的細(xì)節(jié)，但是它們不包含關(guān)于星系其他部分正在做什么的信息，甚至不包含關(guān)于星系周圍環(huán)境正在做什么的信息。事實(shí)證明，同時(shí)連接所有這些過(guò)程是非常重要的。”
“超大質(zhì)量黑洞的存在本身就相當(dāng)驚人，然而對(duì)于它們是如何形成的卻沒(méi)有共識(shí)，”Faucher-Giguère說(shuō)。“超大質(zhì)量黑洞如此難以解釋的原因是，形成它們需要將大量的物質(zhì)塞進(jìn)一個(gè)微小的空間。宇宙是如何做到這一點(diǎn)的？直到現(xiàn)在，理論家們開(kāi)發(fā)的解釋是依靠拼湊不同的想法，即星系中的物質(zhì)如何被塞進(jìn)星系最里面的百萬(wàn)分之一大小。”
有了新的模擬，研究人員終于可以模擬這種情況是如何發(fā)生的。例如，新的模擬將幫助研究人員了解我們自己的銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞的起源，以及Messier 87星系中心的超大質(zhì)量黑洞，該星系在2019年被事件視界望遠(yuǎn)鏡拍攝到。接下來(lái)，研究人員的目標(biāo)是研究大型的星系統(tǒng)計(jì)種群及其中心黑洞，以更好地了解黑洞如何在各種條件下形成和成長(zhǎng)。
作者:熱點(diǎn)
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