新的模拟揭示星系如何喂养其超大质量黑洞

根据一个新的高能模拟显示，星系的旋臂负责收集气体以喂养其中心的超大质量黑洞。 美国西北大学首次详细地展示气体如何穿过宇宙流向超大质量黑洞的中心，这是一个足以全面解释影响超大质量黑洞演化和因素的强大模拟。 并且还对类星体的神秘性质提供了罕见的洞察，类星体是能量最强大的活跃星系核，是最明亮的天体，甚至比整个星系都还要亮。

西北大学的研究团队表明他们从遥远的类星体所观察到的光线，是由气体落入超大质量黑洞并在此过程中被加热时所产生的，模拟的结果显示星系结构如旋臂使用引力来「刹车」，否则这些气体将永远围绕星系中心运行，该研究发表于《Astrophysical》期刊。

相当于数百万甚至数十亿太阳质量的超大质量黑洞，可以在一年内吞噬约10倍的太阳质量。 但是，在一些超大质量黑洞享受持续食物供应的同时，有些黑洞却已休眠数百万年，只在偶然气体意外涌入下突然甦醒。 关于气体如何穿过宇宙以喂养超大质量黑洞的细节，至今仍是长期存在的问题，为了解决这个谜团，研究小组开发新的模拟，将包含宇宙的膨胀、大尺度星系环境、重力气体流体动力学，和来自大质量恒星的反馈等关键过程整合到模型中。

因为像超新星等强大事件向周围介质注入大量能量时，将会影响星系演化的方式，所以需要结合这些所有的细节和物理过程。 新的技术让模型的分辨率提高了1000倍以上，以往的模型可以告诉我们关于黑洞附近发生的事情，但却不包含星系其他部份及其周围环境的信息，而事实证明，同时连接这些所有的过程是非常重要的。

超大质量黑洞的存在本身就令人惊讶，要形成超大质量黑洞需要将大量物质塞进一个狭小的空间中，宇宙是如何做到这一点的？ 到目前为止，天文学家尚未取得共识。 透过新的模拟，可以帮助研究人员了解我们银河系及室女座M87星系中心超大质量黑洞的起源。

接下来的目标是大量统计星系及其中心黑洞，以更加了解黑洞是如何在各种条件下形成和发展。 （编译/赵瑞青）

资料来源：Scitech Daily

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