天文学家见证遥远的银河星团中极强的黑洞爆发

天文学家利用美国宇航局的钱德拉x射线天文台发现了一个不寻常的爆发活动在SPT-CLJ0528-5300(简称SPT-0528)的中心，一个位于大约67亿光年之外的星系团。

在x射线发射的腔内介质中(以蓝色显示，由美国宇航局的钱德拉x射线天文台观察到)的巨大空洞已经被一个黑洞的爆发雕刻出来。x射线数据覆盖在来自NASA/ESA哈勃太空望远镜的光学数据之上(用红色/橙色表示)，在那里也可以看到可能是罪魁祸首超大质量黑洞所在的中央星系。图片来源:Calzadilla等人。

星系团是一些最大的宇宙结构，它们是由其组成部分的引力组合而成的。它们包含数千个不同年龄、形状和大小的星系。

一般来说，星系团的质量大约是太阳质量的100亿倍，而且经常延伸到数百万光年。

它们在数十亿年的时间里形成，因为较小的星系群慢慢地聚在一起，通常被归类到更高层次的结构中，即所谓的超星系团。

大多数星系团的核心是一个巨大的被称为最亮星系团的星系，它包含一个巨大的黑洞。

这些黑洞会经历一段时间的“进食期”，在这段时间里，它们会吞噬掉星团中的等离子体，接着是一段时间的爆发期，在这段时间里，一旦它们吃饱了，就会喷射出等离子体。

“这是爆发阶段的一个极端例子，”麻省理工学院Kavli天体物理和空间研究所的研究生迈克尔·卡尔扎迪拉(Michael Calzadilla)在谈到对SPT-0528的观测时说。

据研究小组称，当等离子体冲出位于SPT-0528星系中心的一个超大质量黑洞时，它推开了物质，创造了两个彼此180度的大空洞，结合置换气体的体积和压力以及两个空腔的年龄，Calzadilla和他的同事能够计算出这次爆发的总能量超过1054焦耳的能量，这是在遥远的星系团中观测到的最强大的黑洞爆发。

天文学家说:“因为星系团充满气体，所以早期的理论预测，当气体冷却时，星系团会有很高的恒星形成率，而恒星的形成需要冷气体。然而，这些星团并不像预测的那么酷，因此，它们不会以预期的速度产生新的恒星。有什么东西阻止了气体完全冷却？“罪魁祸首是超大质量黑洞，它们的等离子体爆发使星系团中的气体温度过高，无法快速形成恒星。”

天文学家们认为，从黑洞中释放出的气体冷却和热气体的过程是一种平衡，使星系团的温度保持稳定，“它就像一个恒温器，”同样来自麻省理工学院卡维里天体物理和空间研究所的迈克尔·麦克唐纳博士说。

然而，SPT-0528星系团中的黑洞爆发不处于平衡状态。

“如果你看看当气体冷却到黑洞时释放了多少能量，以及在这次爆发中包含了多少能量，你就会发现这次爆发太过了。SPT-0528的爆发是一个有缺陷的恒温器，”Calzadilla说。“就好像你把空气冷却了2度，而恒温器的反应是把房间加热了100度，”麦克唐纳博士补充说。

一篇关于这一发现的论文发表在《天体物理学杂志通讯》上。

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