黑洞喷流导致星系气体被持续加热数十亿年

通过美国宇航局钱德拉X射线望远镜的数据，一项新的研究结果可能有助于解决恒星的诞生之谜，正是相同的原因导致了我们乘坐飞机时上下颠簸。

星系团是宇宙中最大的物体，它们通过引力聚集在一起。这些巨大的星系团包含成百上千个星系，这些星系被温度高达数百万摄氏度的气体所包裹。

这些炙热的气体是星系团最主要的成分，仅次于看不见的暗物质，并发出明亮的X射线光，被钱德拉望远镜探测到。随着时间的推移，这些聚集在星系团中心的气体应逐渐冷却，从而开始大量地形成恒星。然而，这与天文学家在许多星系团中观察到的现象不符。

“据我们所知，这些星系团中的气体在不断被加热，以至于无法冷却而形成恒星。问题是，这究竟是如何发生的，“来自加州斯坦福大学的Irina Zhuravleva说道，她是该研究项目的首席科学家，此研究成果发表在最新一期自然杂志网络版。 “我们找到的证据表明，热量来自于气体的湍流运动，这是我们从记录到的X射线图像特征中识别出的。”

此前的研究表明，位于巨型星系中央的超大质量黑洞，喷射出巨大的能量，从而在它们周围产生高能粒子喷流，由此在炙热的气体中形成空腔。此前钱德拉望远镜和其他X射线望远镜都曾探测到过这类巨型空腔。

Zhuravleva及其同事的最新研究使人们得以深入了解，能量可以从这些空腔转移到周围的气体。气体与空腔的相互作用可能产生湍流，或紊流运动，从而使能量扩散并使气体保持高温达几十亿年。

“湍流导致的气体运动最终将衰减，并将能量释放到气体中” 研究团队成员之一，来自位于德国慕尼黑的马克斯 - 普朗克天体物理研究所的Eugene Churazov 解释道。 “但是，如果湍流足够强大，发生的频率够高，气体就不会冷却。”

湍流的证据来自钱德拉从两个巨型星系团，英仙座和处女座，获得的数据。通过分析每个星系团的观测数据，该团队能够测量气体的密度波动。这些信息使他们能够估计出气体中的湍流量。

“我们的研究使我们能估算出在这些星系团中发生了多少湍流，”牛津大学的Alexander Schekochihin说道。 “根据我们目前已经确定的结果，有足够的湍流来平衡气体的冷却.”

这些结果支持了关于星系团中心的超大质量黑洞的“反馈”模式。气体不断冷却，并以越来越快的速度落向黑洞，导致黑洞增加射流，从而产生空腔并在气体中造成湍流。湍流最终消散，并加热气体。

尽管两个星系团的碰撞融合也可能产生湍流，但研究人员认为，超大质量黑洞的爆发是导致在星系团致密的中心区域产生如此宇宙间乱流的主要原因。

美国航空航天局马歇尔太空飞行中心负责管理着钱德拉计划。史密森天体物理天文台负责控制钱德拉的科学探测和飞行操作。

http://www.nasa.gov/press/2014/o ... haos-on-star-birth/

有意思。