宇宙烟火由超大质量黑洞引起 高能粒子喷流

宇宙烟火：NGC 4258星系的黑洞盛宴

一场壮观而持久的烟火秀正在距离我们2300万光年的NGC 4258星系上演。不同于凡间的烟火需要来点燃，这场宇宙烟火背后的能量源泉是一个超大质量黑洞以及它所引发的高能粒子喷流。

NGC 4258星系，又被称为M106，是一个与银河系相似的螺旋星系。但它拥有一些我们银河系所不具备的特色——两条特殊的旋臂。这些不同寻常的旋臂发出无线电波、红外线、可见光以及X射线，它们并不与星系盘面对齐，而是以一种独特的角度与之相交。

通过空间望远镜的合成图像，我们可以观察到这些旋臂散发出五彩光芒。蓝色代表X射线，数据来自钱德拉X射线天文台；紫色代表无线电波，数据源自美国国家科学基金会央斯基甚大天线阵；黄色代表可见光，数据来自哈勃太空望远镜；而红色则代表红外线，数据出自斯皮策太空望远镜。

斯皮策太空望远镜的观测数据揭示，类似于超音速飞机的音爆冲击波正在加热大量的气体，这些气体的温度相当于高达数百万摄氏度的热量。那么这些冲击波究竟从何而来呢？科学家们认为，NGC 4258星系的中心有一个超大质量黑洞，这个黑洞产生强大的高能粒子喷流。这些喷流撞击星系盘并产生强大的冲击波，冲击波进而加热了主要由氢分子组成的星系内气体至数千度高温。

钱德拉X射线图像显示了星系盘面上方和下方有巨大的热气泡。这些热气泡表明黑洞的喷流正在将星系盘内部的气体加热并喷射到外部区域。研究人员估计，所有剩余的气体将在未来的3亿年间被喷出。在宇宙的时间尺度下，这段时间虽然短暂，但除非有新的气体补充进来，否则这个星系的未来恒星形成能力可能会受到限制。由于大量的气体已经被喷出，NGC 4258星系中部地区的恒星形成速率比银河系慢了大约十倍。

欧洲航天局的赫歇尔空间天文台被用来深入研究NGC 4258的中心区域。研究人员发现，考虑到由冲击波引发的红外辐射的影响，该区域的剩余气体质量比之前的估计要小得多。由于NGC 4258距离地球较近，天文学家可以详细研究这个超大质量黑洞如何影响其宿主星系。这个黑洞比银河系的超大质量黑洞大得多，它吞噬物质的效率更高，因此对其宿主星系的演化产生了更大的影响。