VLT最新資料顯示出NGC1097超大質量黑洞周圍的影像

VLT最新資料顯示出超大質量黑洞周圍的影像
(台灣天文台 )

NGC 1097活躍星系影像　　右圖是來自歐南天文台（European Southern Observatory，ESO）
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200510/phot-33a-05-preview_small.jpg

超大望遠鏡（Very Large Telescope，VLT）的NGC 1097星系合成影像。影像中散布成環狀的白點是300多個恆星形成區。星系中心的亮區即為活躍星系核（active galactic nucleus，AGN），也就是超重黑洞（super-massive black hole）所在。影像由紅外光J、H、Ks波段的影像合成，視野為24 arcsec x 29 arcsec，約等於滿月盤面的0.03%。

　　這幅影像是利用VLT上的NACO自適應光學系統（NAOS，Nasmyth Adaptive Optics System）加上近紅外光影像光譜系統CONICA（Near-Infrared Imager and Spectrograph）拍攝而成。自適應光學系統可自動調整修正望遠鏡鏡面以取得最佳成像，VLT的近紅外光影像因而可披露出星系中心前所未見的細節，旋入星系中心區的絲狀結構（filaments），顯示了低溫灰塵與氣體輸送進星系核的通道，讓天文學者得以研究潛藏其中的超大質量黑洞的“餵食”過程。

　　論文中首席研究者、德國海德堡馬克斯-普朗克研究所（Max-Planck Institute）Almudena Prieto表示：「這可能是天文界首次見到有關物質落入黑洞的過程中，從星系的成員星體分解到原子核大小的細節」。

　　位於天爐座南方的NGC 1097距離約4500萬光年，是個盤面朝向觀測者的棒旋星系（barred spiral galaxy）。其亮度約為9.5等，較肉眼可見的最暗星等還要暗25倍，在小型望遠鏡中看來像是光亮的圓盤。NGC 1097是AGN的典型觀測目標，由於氣體與恆星等物質大量落入星系核心的黑洞，使得核心發出的幅射能量增加。但NGC 1097的星系核與其他AGN相較之下顯得較暗，似乎核心的黑洞正在厲行節食，每次只有少量的星際氣體和恆星被吞食。

　　天文學家早就想知道物質在被黑洞吞嚥過程中的變化，這需要極高解析度的星系核心影像，如 NGC 1068曾利用超大望遠鏡的中紅外光干涉設備（Mid-Infrared Interferometric Instrument，MIDI）達成此目的，而利用調製光學技術（Adaptive optics）是另外的重要方法。（參見天文速報天文學家首度直接觀測到超重黑洞旁的塵埃盤、NGC1068 的超巨質量黑洞、前進超重黑洞的邊界等）

NGC 1097中心區域的纖維狀結構　　
http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2005/images/phot-33b-05-normal.jpg

天文家們利用VLT的第四架望遠鏡--Yepun（當地土語 “金星” “Venus”之意）及配置在其上的設備NACO等技術產生的影像，提供了前所未見的細節，解析度約可達0.15arcsec，在NGC 1097的位置，相當於30光年的距離解析度，這距離約為太陽與最近恆星南門二之間距離的8倍。

　　左圖為與PR Photo 33a/05相同的中心地帶，以 J-Ks 波段拍攝，清楚的顯示核心結構的旋臂，從核心伸展至約1300光年處的恆星形成環帶（star-forming ring）上。 右圖為將星系核心部分進行遮罩處理以避開多餘的星光後，便可清楚的看見旋臂延伸至恆星形成環帶狀況。左邊為東方，上邊為北方。

　　NGC 1097具有結實的棒狀結構，棒狀結構中也有明顯的恆星形成環帶；而此恆星形成環帶內又有幾乎與主棒狀結構垂直的第二層棒狀結構。由於VLT最新的影像解析度可達到哈柏太空望遠鏡的4倍，因此可觀察到恆星形成區域內有超過300處的恆星形成區--所謂的「氫離子區（HII regions）」，就是位於圖頁首圖中的白點。在環帶的中心，是典形的活躍星系核。天文學家同時也注意到接近核心約300光年範圍的旋臂有卷曲的現象，似由中心的巨大黑洞造成。如此的黑洞將使接近核心的旋臂更為曲折，而不具黑洞結構的核心旋臂則不會有此現象。

　　相關論文將發表在天文物理期刊（）中。（Astronomical Journal, vol. 130, p. 1472. "Feeding the Monster: The Nucleus of NGC 1097 at Subarcsecond Scales in the Infrared with the Very Large Telescope", by M. Almudena Prieto, Witold Maciejewski, and Juha Reunanen.）

ngc1097 其他圖片

 http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/NGC1097.gif