巨型黑洞喷射超高速粒子产生稀薄气泡

这张假彩色图像显示的是M87星系。在图像中，右侧是可见光波段观测结果，数据来自SDSS项目，左侧是无线电波段观测结果，数据来自LOFAR。可以看出，无线电发射的亮度在中心位置非常高，表明这是驱动喷流的黑洞的位置。

这是位于德国的LOFAR天线阵列设备的一个站点。整个系统包括德国的6个站点和荷兰的40个站点。该设备的主要工作频率为10~240兆赫。

北京时间10月31日，根据物理学家组织网站上的一份报告，正如生物共生是相似的一样，星系和其中心的黑洞是紧密相连并一起进化的。天文学家仍然不太了解这种共生关系。一些黑洞是活跃的，吞噬物质。一些下落的物质没有被黑洞吞噬，而是反弹回来，以接近光速的速度以细长流体的形式向外喷射。当这种喷流的速度逐渐降低时，它将形成一个薄的巨大球体，这个球体甚至大到足以容纳一个星系。这个巨大的“气泡”在可见光波段是看不见的，但在无线电波段却非常明显。荷兰射电天文学研究所最近通过国际合作建造的LOFAR望远镜非常适合观测这种低频物体。

通过对20-160兆赫波段的LOFAR望远镜的观察，天文学家们已经为这个“泡泡”制作了迄今为止质量最好的图像之一。“这个结果非常重要，”该研究论文的第一作者弗朗切斯科·德·加斯佩林说。它展示了LOFAR望远镜的巨大潜力，从而提供了确凿的证据来证明黑洞与其宿主星系以及周围环境之间的相关性。"

这张图像是在LOFAR设备测试拍摄阶段获得的。它的目标是巨大的椭圆星系M87，一个位于处女座核心的星系成员。M87的大小是银河系的2000倍，其核心有人类已知的最大黑洞，质量是太阳的60亿倍。这个黑洞每分钟都在吞噬相当于地球的物质，将其中一部分转化为辐射，并将大部分转化为超高速粒子喷流，这是天文学家观察到的产生无线电辐射的结构。荷兰奈梅亨大学的海诺·法尔克教授说:“这是第一次在如此低的频率下获得如此高质量的图像。”

他说:“这是一个具有挑战性的观察。我们没想到在LOFAR的测试阶段会这么快得到如此好的结果。”为了确定这种气泡结构的年龄，研究人员使用新墨西哥的超大型天线阵列(VLA)和德国波恩的100米射电望远镜，在不同的频率下进行观测。结果，科学家发现这个泡沫的年龄出奇的年轻，它的形成只有大约4000万年前。这个概念几乎是宇宙尺度上的“刚刚”。

在低频带的观测中没有发现气泡结构层外的辐射痕迹，这表明气泡不仅是很久以前形成后留下的痕迹，而且仍然得到来自内部中心黑洞的粒子流的补充。德国马克斯·普朗克地外物理研究所的安德里亚·梅洛尼说:“最有趣的是，这个结果还显示了发生在黑洞附近的剧烈的物质能量转换过程。在这种情况下，黑洞在加速喷流方面非常有效，但在产生可见光辐射方面效率很低。”

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