混亂星系

研究發展

就像上面這些X射線（藍白色）和光學（灰白色）照片所顯示的那樣，這些星系中產生X射線的巨大熱氣體雲的形狀與產生可見光的恆星的分布迥然不同。

根據對NASA錢德拉（Chandra）X射線天文台拍攝的橢圓星系照片所做的一項最新研究，黑洞正在一個意想不到的地方製造著混亂。這些由古老星系的巨型中央黑洞引起的、影響深遠的爆發性活動的發現，令天文學家們大吃了一驚。

錢德拉的數據揭露了橢圓星系中令人意想不到的混亂，這些混亂過去一直被可見光照片中的平靜外表所掩蓋。天文學家們相信，這些星系中的巨大熱氣體雲是被處於星系中央的超大質量黑洞的間歇性爆發活動所激起的。

“這是又一個例證，體現了利用傳統可見光波長以外的不同波長觀測宇宙所具有的重要價值，”NASA錢德拉項目科學家威爾特·桑德斯（Wilt Sanders）說。“沒有這些X射線和射線觀測，我們就不會知道由於它們與中央黑洞之間的相互作用，這些看似靜態的星系實際上仍然處於演化之中。”

這些結果是由俄亥俄大學物理與天文系的副教授托馬斯·斯塔特勒（Thomas Statle）和博士研究生史蒂文·迪爾（Steven Diehl）在研究了56個橢圓星系的錢德拉數據之後得出的。與預期的相反，他們發現這些星系中溫度高達幾百萬度的氣體的分布與恆星的分布迥然不同。

“大部分橢圓星系傳統上都被認為是個寧靜的地方，就像平靜的湖水一樣，”斯塔特勒說。“我們的結果表明，這些星系要比我們所認為的更加洶湧得多。”

以前的X射線研究已經表明，橢圓星系包含有幾百萬度的氣體，氣體的質量是其中恆星的百分之幾。除了罕見的特例之外，橢圓星系中的劇烈活動被認為早已在很久以前就停止了。可以預期這些熱氣體會安定下來，穩定到一個與恆星分布相類似，但卻更圓的平衡狀態之中。錢德拉的高角解析度成像觀測表明，事情剛好相反。

“我們發現熱氣體的分布與可見光形狀沒有關係，”迪爾說。“一定有某些東西在那裡製造著混亂，將相當於每世紀一顆超新星的能量注入這些氣體之中。”

儘管超新星是一種可能的能量來源，但一種更有可能的原因被辨別了出來。科學家們發現，高溫氣體雲的形狀與高能電子在射電波長中所產生的能量有關。這種能量輸出可以被追溯到星系的中心，那裡是超大質量黑洞的藏身之處。

科學家們已經知道，由下落到中央黑洞上的氣體所引發的反覆爆發活動在身處星系團的巨型橢圓星系中是存在的。斯塔特勒和迪爾的分析表明，同樣的現象在孤立的橢圓星系中同樣發生著。

“這些結果是一個正在浮出水面的巨大場景的一部分，這個場景表明，超大質量黑洞對周圍環境的衝擊遠比我們之前所想像的要深遠得多，”斯坦特勒說。

NASA的馬歇爾太空飛行中心負責管理錢德拉計畫。史密森天體物理觀測台控制著錢德拉的科學和飛行操作。

錢德拉的研究者們今天在美國天文協會第207次會議上介紹了他們的發現。