VV 340a超大质量黑洞喷流横扫星系,或抑制恒星形成

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一项针对邻近星系系统的观测研究显示,一束来自超大质量黑洞的等离子体喷流正在大尺度扰动并带走星系内的冷气体,可能削弱该星系形成新恒星的能力。研究人员指出,这束喷流呈现不对称、游走并伴随进动特征,其影响范围覆盖宿主星系的广阔区域。

碰撞星系VV 340中的活动星系核

VV 340是一对正在相互作用的碰撞星系(编号Arp 302),距离地球约4.5亿光年。其中一员VV 340a的中心存在一颗正在吸积物质的超大质量黑洞,使其核心表现为活动星系核。研究人员表示,当气体向内螺旋落入黑洞附近时,会释放大量能量,并形成沿星系盘面外方向喷出的聚焦外流。

研究团队将VV 340a描述为“推动气体外流的喷流VV”,用以强调喷流对星际介质的直接作用:它并非仅在局部区域产生影响,而是在数千光年尺度上与星系气体发生相互作用,将原本可能参与恒星形成的冷气体从相关区域推离。

进动与“雪犁效应”:喷流扫过更大体积气体

观测结果显示,这束喷流并非指向固定方向,而是呈现进动,类似缓慢旋转的洒水器,随时间扫过星系的不同区域。研究人员认为,这种摇摆使喷流能够影响比静态喷流更大的空间体积,并在星系尺度上产生类似“雪犁”的清扫效应,将气体堆积、扰动并驱逐出恒星形成区域。

射电与X射线数据还显示,喷流在穿越周围介质时形成空洞与冲击结构。研究团队将这些结构与恒星形成受抑制的迹象联系起来,认为喷流不仅可能加热气体,还在物理上将其从星系盘面相关区域带走。

气体外流速率测算:每年约19.4±7.9个太阳质量

为评估喷流对星系气体储备的影响,研究人员估算VV 340a的喷流以每年19.4±7.9个太阳质量的速率移除物质。研究团队指出,这一外流量在星系尺度上较为显著,可能在相对较短的宇宙时间尺度内消耗冷气体储备,从而削弱后续恒星形成所需的“燃料”。

研究还提到,喷流不仅搅动或重新分布气体,还可能将部分物质抬升至引力难以迅速拉回的高度,使其更难重新参与星系内部的气体循环。

射电观测揭示螺旋扭曲结构,VLA确认影响范围

射电观测显示,VV 340a存在一对向外延伸的等离子体喷流,并呈现螺旋形扭曲。甚大阵列(VLA)数据进一步表明,这种摇摆特征可延伸至与银河系尺度相当的范围。研究人员认为,螺旋结构为喷流进动提供了证据,其成因可能与黑洞自转轴不对齐或与伴星系统的相互作用有关。

相关观测:多速喷流与间歇性“重启”现象

研究人员同时提到,类似的喷流复杂性并非孤例。近期天文学观测中,有系统显示两颗超大质量黑洞处于相互作用状态,喷流呈现更复杂的形态且速度不同,相关报道认为这对传统的黑洞外流简化模型提出挑战。

此外,另有观测显示,部分超大质量黑洞在长期沉寂后可能出现喷流“重启”。在一项案例中,研究人员记录到一次喷流爆发形成了长达100万光年的结构,宽度超过银河系。相关研究认为,这类间歇性活动可能以多次爆发的方式重塑周边环境。


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