新发现！银河系黑洞周围存在较冷气体盘

黑洞周围的气体是冷还是热？

在我们的印象中，越接近黑洞的视界，气体的温度应该越高。然而，位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波阵列望远镜(ALMA)在银河系中心的超大质量黑洞周围看到了较冷的气体。这项研究的结果最近发表在《自然》杂志上。

发现温度较低的气流。

不久前，天文学家发布了第一张黑洞照片。为了获得这张黑洞照片，天文学家们使用了世界各地的8毫米/亚毫米波射电望远镜，组成了一个直径超过10，000公里的事件地平线望远镜(EHT)，并对银河系中心的黑洞M87和银河系中心的黑洞人马座A*进行了连续观测和数据分析。然而，由于处理银河系中心黑洞数据的困难，当时只发布了星系M87中心的黑洞照片。

这一次，ALMA在银河系中心看到了黑洞气体。银河系的中心距离地球约26000光年。它充满了恒星、星际尘埃云和非常热和相对冷的气体。科学家认为，这些气体围绕着黑洞旋转，距离黑洞视界约十分之一光年。

然而，目前天文学家只能对较热的稀薄气流进行成像，这些气流通常呈球形分布，不会显著旋转。它的温度估计为1000万摄氏度，大约是太阳核心温度的三分之二。在这个温度下，气体发出X射线波段的光，可以通过空间X射线望远镜进行研究。

除了炽热的气体之外，天文学家还利用毫米波望远镜在黑洞几光年的范围内发现了大量相对较冷的氢(约10，000摄氏度)。

“以前，我们认为黑洞周围的气体温度相对较高。为什么会有相对冷的气体还有待分析。”中国科学院国家天文台研究员勾立军在接受《科学技术日报》采访时表示，尚不清楚这些较冷的气体是如何导致沉积物落入黑洞的。

这有助于探索吸积模式的奥秘。

“与事件视界望远镜的观测相比，这次所看到的吸积盘ALMA具有更大的尺度，而与以前的X射线观测相比，它具有更小的尺度并且更靠近黑洞的中心，这有助于观察和分析物质是如何落入黑洞的。”中国科学院国家天文台研究员陈说。

郭立军说，以前已经观察到黑洞的气体辐射，但是没有观察到围绕黑洞旋转的气流。

观测到的模糊圆盘为天文学家研究吸积盘提供了新的视角。“这一发现将有助于我们了解银河系中心黑洞物质的分布。此外，黑洞有不同的吸积模式，但不清楚哪个吸积模式作用于银河系中心的黑洞，这些观察将有助于解决这些问题。”陈对说:

随着黑洞照片的出版而出名的EHT，其等效孔径超过10，000公里。本研究仅使用毫米波波段的ALMA，因此所见吸积盘的尺寸较大。"望远镜孔径越大，分辨率越高，但只能看到更小尺度的区域。"勾立君说。

它有观察银心的先天优势。

ALMA的敏感性有助于发现更冷的吸积盘。阿尔玛位于智利北部的阿塔卡马沙漠，海拔5000米，终年干旱。“银河系的中心面向南半球，这意味着南半球的阿尔玛拥有持续观察‘银心’的先天优势。没有阿尔玛，EHT的观测灵敏度将大大降低。”陈对说:

银河系中心黑洞周围的辐射强度足以电离氢，导致电离的氢和电子重组成氢原子。这种复合产生了一种独特的毫米波信号，它能以很小的损耗到达地球。“阿尔玛能以其卓越的灵敏度探测到这种微弱的无线电信号，”郭立军说。这些观测使天文学家能够绘制位置图并追踪这种气体的运动。

研究人员可以通过绘制由多普勒效应引起的电磁波的波长变化，清楚地看到围绕黑洞旋转的气体。陈说，这些信息将为黑洞吞噬物质的方式以及黑洞与周围物质的相互作用提供新的线索。