日本国家天文台助理教授 Takuma Izumi 领导的国际研究小组利用 ALMA 对北斗星系进行了研究,该星系距离地球较近,距离约 1400 万光年,相差约 1 光年。质量是太阳 200 万倍的超大质量黑洞周围所有气相的流动,包括等离子体、原子和分子。

 


用 ALMA 观测到的指南针星系中心
图片来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),T. Izumi 等人。

超大质量黑洞研究史上的里程碑式成就

 为了定量地了解黑洞的生长,需要测量吸积流的流量(流入了多少气体),以及用什么类型的气体(等离子体气体、原子气体等)作为吸积流的流量。虽然有必要测量有多少气体(气体、分子气体)逸出,但对此的观测理解尚未取得进展。在这项研究中,由日本国家天文台助理教授 Takuma Izumi 领导的国际研究小组利用 ALMA 来研究超大质量黑洞周围仅几光年的极小空间尺度上的气体流动及其结构。我们在世界上首次成功地定量测量了等离子体、原子和分子的所有相。

 另外,银心一光年尺度的黑洞吸积流大部分并没有用于黑洞生长,而是以原子或分子气体的形式从黑洞附近喷出,然后返回到黑洞附近。气体盘并返回到黑洞,还发现气体循环像喷泉一样发生,变成吸积流。

 领导这项研究的日本国家天文台助理教授 Takuma Izumi 阐述了这项研究的重要性,他说:“我相信这项研究是超大质量黑洞研究史上的一项里程碑式的成就。”未来,研究团队的目标是研究距离更远、具有多种特性的超大质量黑洞。除了使用ALMA望远镜进行观测外,研究团队目前正在规划下一代大型射电干涉仪。对天文学家的观测结果寄予厚望。

根据该观测结果绘制的活动星系核星际介质分布假想图
图片来源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),T. Izumi 等人。

■ALMA望远镜
ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米干涉仪)使用一种称为“干涉仪”的机制,其中许多小型望远镜排列在大范围内,并连接在一起以充当一个巨大的望远镜。通过组合总共 1 个抛物面天线,12 个抛物面天线直径54米的天线和7根直径12米的抛物面天线,一台巨型射电望远镜就建成了。慷慨引进日本尖端技术,拥有相当于66视敏度的高分辨率,以及比传统射电望远镜高1倍的高灵敏度。

■下一代大型射电干涉仪
下一代甚大阵列项目是下一代射电望远镜项目,旨在通过安装分布在北美各地的200多个天线,打造口径高达8,860公里的射电望远镜。

参考:
【日本国家天文台】阐明超大质量黑洞的生长机制和星系中心物质的循环

纸张信息:
[科学]在亚秒差距尺度上观察到的超大质量黑洞供给和反馈

研究报告主持人:
日本国家天文台ALMA项目助理教授 Takuma Izumi
鹿儿岛大学研究生院理工学研究科和田敬一教授
河野幸太郎教授,东京大学科学研究生院
东京都立大学理学研究科藤田丰教授
河室大树,RIKEN先锋研究本部基础科学特别研究员
松本直树,东北大学研究生院理学研究科硕士生

联合主办单位:
日本国立天文台、国立自然科学研究所
鹿儿岛大学
东京都立大学
东京大学
理研
东北大学

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