銀河系中央超大質量黑洞已有600萬年不曾「進食」

研究人員分析了哈勃望遠鏡的宇宙起源頻譜儀對北側氣泡的觀測結果，其中包含47顆遙遠的類星體，正是它們構成了銀河系明亮的中心部位。

從那時起，這一黑洞就再也沒有享受過這樣的「美餐」，只不過時不時來點「零食」塞牙縫。但在上次大餐后，黑洞中的物質仍在不斷外涌，在銀河系中央上下翻騰涌動。其中還包含以每小時320萬公里的時速在氣泡間勁吹的「冷氣」。

NASA的費米伽馬射線太空望遠鏡於2010年首次觀測到了「費米氣泡」現象。如今有了哈勃望遠鏡提供的觀測結果，研究人員便能夠更好地了解這些氣泡的成分與形成過程。

「我們首次得以追蹤冷氣在某個氣泡中的運動軌跡，測定氣體的運動速度，並計算出氣泡的形成時間。」該研究的主要作者、麻省理工學院隆蒙·波多洛伊（Rongmon Bordoloi）表示。「我們發現，600至900萬年前發生了一次非常猛烈、能量極高的事件。一團氣體飄進了黑洞中，導致黑洞噴射出大量物質，形成了我們通過X射線和伽馬射線觀測到的兩團熾熱氣體。在此之後，黑洞就再未吞下過這麼多物質。」

此前一項研究認為，這些氣泡約形成於200萬年前。它們是由被加熱到極高溫后沿著黑洞旋轉軸向外逃逸的氣體形成的。研究人員分析了哈勃望遠鏡的宇宙起源頻譜儀對北側氣泡的觀測結果，其中包含47顆遙遠的類星體，正是它們構成了銀河系明亮的中心部位。

北側氣泡一直延伸到銀河繫上方2.3萬光年處，光線穿過氣泡時，便可讓我們了解氣泡的速度、成分與溫度等信息。分析結果顯示，氣泡內部溫度約高達17700華氏度（約合9815攝氏度）。此外，氣泡中還包含溫度高達1800萬華氏度（約合1000萬攝氏度）的「極熱氣體」。

研究人員指出，氣泡間的較低溫氣體也許是來自銀河系星盤的星際氣體,氣體雲中包含硅和碳元素，說明這是恆星演化過程殘留下的物質，這些較低溫氣體的運行時速達每小時320萬公里，兩個氣泡間的氣體質量相當於200萬個太陽。「我們已經在其它星系中追蹤到了從黑洞中湧出的物質，但始終未能記錄下這些氣體的運動軌跡,而我們身處銀河系中，有著絕佳的視角，因此能夠繪製出銀河系中央黑洞外涌物質的運動學構造。」

這幾位科學家曾在2015年研究過費米氣泡，分析了一顆類星體發出的、射入氣泡底部的光線。如今，他們又對這些氣泡的成分和演化過程有了進一步了解,「哈勃望遠鏡提供的數據為我們研究費米氣泡提供了嶄新的視角。」該研究的共同作者、巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的安德魯·福克斯（Andrew Fox）指出。「在此之前，我們只知道它們的體積和輻射劑量。如今，我們又了解了它們的運行速度和化學成分。這是一項重大進展。」

此外，研究人員稱哈勃望遠鏡的觀測結果使他們得以證實費米氣泡的存在和起源,「我們不可能從地面上開展這一觀測，因為只有紫外線頻譜儀才能探測到這些化學元素的印記，所以只能在太空中完成。只有宇宙起源頻譜儀具備觀測所需的波長範圍、敏感度和光譜解析度。」