银河系正中心的超大质量黑洞人马座A*,周围环绕的气体里,金属含量比预想的要高。这个结论来自詹姆斯·韦布空间望远镜的新观测,研究已发表在《天文学杂志》上。
先解释一下这里的"金属"。在天文学里,金属指的不是我们日常说的铁锅铝箔,而是比氢和氦更重的一切元素——碳、氧、铁、金,统统算在内。所以"金属富集"这句话,说的是这片气体里重元素的比重偏高。
这些重元素从哪来?研究团队的推测是:一代又一代爆炸的恒星。恒星在生命末期把内部锻造出的重元素抛洒出去,慢慢混进周围的气体里。换句话说,黑洞身边这团气体,可能是很多颗恒星"留下的遗产"。
这项研究的第一作者、麦吉尔大学博士生妮科尔·福特(Nicole Ford)描述了黑洞的进食状态:银河系中心确实有黑洞在把物质往自己身上拉,但和别的超大质量黑洞相比,它吃得更少,也更慢。要弄明白它为什么这么"节制",就得先看清它手边有哪些可以吃的东西——气体、尘埃,还有绕着它转的恒星。
韦布望远镜这次干的活,正是把这团"食材"看清楚。它在很宽的波长范围内测量红外光,光谱分辨率和空间分辨率都达到了前所未有的水平。这带来两个直接结果:
- 能区分出人马座A*附近多团气体各自的热信号,不再是一锅粥;
- 能精确测出每一团气体的金属成分。
不过,另一项配套研究给出了一个有点扫兴的提醒。麦吉尔大学天文学家马尤拉·巴拉克里希南(Mayura Balakrishnan)和同事在《天体物理学杂志》上报告,他们在气体里寻找黑洞过去能量爆发的痕迹,结果发现局部环境对气体辐射的影响太强,强到黑洞的作用很难单独剥离出来。
这意味着什么?不是说黑洞过去没爆发过,而是说这些气体没法当作可靠的历史记录来读。想从气体反推黑洞的过往,这条路暂时走不通。
福特的说法是,要理解黑洞怎么吸引物质,还需要把这些观测和模拟对比起来——模拟的是气体在更长时间尺度上如何演化。观测给的是此刻的快照,模拟补的是时间的长度,两边对上,故事才完整。
所以现在的画面是这样的:银河系中心的黑洞吃得少、吃得慢,身边的气体重元素偏多,来源大概率是历代恒星的爆炸;而它过去有没有闹过脾气,暂时还没有可靠的账本可查。
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