一幅插圖顯示了黑洞周圍化學物質的分布，氰化氫同位素(黃色)被限製在中心區域，氰化物自由基(紅色)在中心並以噴流形式向外延伸，一氧化碳同位素(藍色)避開了中心區域。(圖片鳴謝:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、NASA/ESA哈勃太空望遠鏡、T. Nakajima等人)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：新的研究揭示了潛伏在大星係中心的超大質量黑洞如何影響化學物質在整個星係中的分布。
科學家們早就知道超大質量黑洞對它們周圍的星係有著巨大的影響。特別是，當這些黑洞從它們周圍的物質中吸取營養時，它們形成的電磁輻射亮度足以超過它們所在星係中所有恒星的總和。這種活躍的進食過程也導致物質以接近光速的速度從黑洞向外噴射。
綜合起來，這些現象認為銀河係的心髒是一個活躍的星係核(AGN)，加熱氣體和塵埃，並將恒星形成物質推離該區域，這可能會限製恒星的誕生，從而抑製星係本身的增長。然而，科學家們並不清楚星係中化學物質的分布是如何受到活動星係核及其超大質量黑洞引擎的影響的。
這項新的研究是由一組天文學家進行的，他們使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)來觀察NGC 1068星係的超大質量AGN，也被稱為梅西耶77 (M77)，或簡稱為“魷魚星係”特別是，研究人員對解析這個棒旋星係明亮中心周圍的化學物質分布感興趣，該星係位於塞特斯星座，距離地球51.4光年。與這個AGN相關的黑洞被稱為環核盤的厚厚的塵埃環所籠罩，並被稱為星爆環的密集恒星誕生區域所包圍。
“最近，關於星係的一個重要而有趣的問題是對活動星係中的電源的調查，特別關注模糊的星係核，它們是星係星爆或AGN的中心引擎，”該研究背後的團隊在發表於《天體物理學雜誌》的一篇論文中寫道。“揭示動力源的觀測可能會提供有關星係演化的關鍵信息。基於化學的方法，包括在星係中使用線調查，是解決這個問題的有效方法。”
由於ALMA令人印象深刻的空間分辨率和新機器學習技術的使用，該團隊能夠繪製出銀河係中23種分子的分布。

(左)甚大望遠鏡看到的魷魚星係(右)該星係的活動星係核由望遠鏡的馬蒂斯儀器。(圖片鳴謝:uux.cn/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)、NASA/ESA哈勃太空望遠鏡、T. Nakajima等人)
這是可能的，因為化學元素和化合物吸收特征波長的光，所以通過觀察穿過氣體和塵埃的光，科學家可以看到光被吸收的“線”或間隙。這顯示了塵埃和氣體的化學成分。
特別是，該團隊觀察到氰化氫的同位素被限製在AGN的中心區域，而氰化物自由基也位於星係的活動中心，但也向外噴射，從超大質量黑洞的兩極延伸出來。
研究人員還發現，與這兩種分子不同，星係中常見的一氧化碳同位素避開了中心區域。
對該團隊來說，這是超大質量黑洞不僅影響星係大尺度結構，還影響其化學成分的明顯證據。這項研究也給研究人員帶來了一些驚喜，研究小組發現來自AGN的高能X射線對化學分布的影響沒有理論上的那麽大。
“在受強輻射影響的地區，環核圓盤中氰化物的豐度明顯低於模型計算的預期值，”作者總結道。“與機械反饋相比，預計來自AGN的強X射線輻射對環核盤中分子豐度的影響相對較低。”
這項研究的論文發表在9月14日的《天體物理學雜誌》上。

(责任编辑：許秋怡)