天文学家经过长达半个世纪的探索,终于解开了银河系中心超大质量黑洞是否向外释放强劲星风的谜团。这一困扰学界多年的问题,如今有了确切的答案。

历经五十年持续追踪,研究人员首次获得确凿证据,证实银河系中心的人马座A*黑洞确实正在释放星风。这一突破性成果,不仅深化了人类对超大质量黑洞周边物理机制的理解,也让我们对银河系核心区域如何运转有了更清晰的认知。
追寻半个世纪的“风迹”
科学界早在上世纪便提出假说:黑洞在吞噬物质时会释放巨大能量,并将周围物质向外推离,这一现象被称为黑洞风。然而,人马座A*吞食的气体和尘埃极为稀少,若以人类作比,相当于每百万年才吃下一粒米。加之从地球视角观测时,银河系盘面重重遮挡,使得追踪其星风的证据变得异常艰难。
西北大学研究员、该项目联合负责人马克·戈尔斯基表示:“除非黑洞处于绝对真空环境中,否则它必然以某种方式吹出星风,而宇宙中并不存在绝对真空。借助最新观测数据,我们首次获得清晰影像,捕捉到了星风留下的痕迹。看到这些数据时,我们确信:找到了,这就是科学界追寻了半个世纪的现象。”
ALMA阵列捕捉关键证据
为突破观测屏障,研究团队依托阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列长达五年的深度观测数据开展研究。这套由66台射电天线组成的阵列,拍摄到了人马座A*周边约3光年范围内冷分子气体迄今最清晰的图像。
图像中,研究人员意外发现了一处长约3光年的锥形空洞。他们推断,这片空洞是黑洞风中的高温气体扫过该区域后形成的:高温气体要么将冷气体推至别处,要么将其加热。戈尔斯基解释:“黑洞喷出的高温物质无法与冷气体共存,要么将其推开,要么使其升温。一旦温度过高,原本可见的冷气体会彻底消失。”
排除恒星风,锁定黑洞能量源
虽然人马座A*周边恒星密集,恒星本身也会向外抛射星风,但团队判断,恒星风的能量不足以雕琢出如此巨大的空洞。戈尔斯基指出:“这片区域出现了大范围的物质空缺。我们测算后发现,形成这片空洞所需的能量,远超周边所有恒星所能提供的总和。显然,能量只能来自这颗超大质量黑洞。而且从锥形空洞的形态来看,其指向正对黑洞。”
多重观测数据交叉验证
为进一步验证结论,团队还参考了美国国家航空航天局钱德拉X射线太空望远镜对同一区域的观测结果。X射线影像在冷气体空洞区域探测到了X射线辐射,与ALMA阵列的观测数据完美契合,分子气体的特征也完全对应,从而有力佐证了黑洞风的存在。
项目另一位联合负责人莉娜·穆尔奇科娃谈及发现过程时说道:“初次观测到全新现象时,大家的第一反应并不是‘我们有重大发现了’,而是‘我的分析是不是出了问题’。直到将两组影像叠加比对,一切才豁然开朗。”
窥见平静黑洞的常态
研究证实,与活动星系核这类身处明亮、动荡区域的活跃超大质量黑洞相比,人马座A*状态极为平稳,但它释放的星风威力依然不容小觑。科学家推测,这股星风已持续吹拂了约两万年之久。
穆尔奇科娃总结道:“宇宙中绝大多数星系,在绝大部分时间里都处于低活跃状态。研究活跃期的黑洞固然有吸引力,但那并非黑洞的常态。而人马座A*,终于让我们得以一窥平静状态下黑洞的真实面貌。”该研究成果已于6月4日发表在《天体物理学杂志通讯》上。
