日本國家天文台助理教授 Takuma Izumi 領導的國際研究小組正在利用 ALMA 研究北斗星系,該星系距離地球相對較近,距離約 1400 萬光年,距離地球約 1 光年我們觀察到質量是太陽200萬倍的超大質量黑洞周圍所有氣相的流動,包括等離子體、原子和分子。

 


用 ALMA 觀測到的指南針星系中心
圖片來源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),T. Izumi 等人。

超大質量黑洞研究史上的里程碑成就

 為了定量地了解黑洞的生長,需要測量吸積流的流量(流入了多少氣體),以及用什麼類型的氣體(等離子體氣體、原子氣體等)作為吸積流的流量。雖然有必要測量有多少氣體(氣體、分子氣體)逸出,但對此的觀測理解尚未有進展。在這項研究中,由日本國家天文台助理教授 Takuma Izumi 領導的國際研究小組利用 ALMA 來研究超大質量黑洞周圍僅幾光年的極小空間尺度上的氣體流動及其結構。我們在世界上首次成功地定量測量了等離子體、原子和分子的所有相。

 另外,銀心一光年尺度的黑洞吸積流大部分並沒有用於黑洞生長,而是以原子或分子氣體的形式從黑洞附近噴出,然後回到黑洞附近。氣體盤並回到黑洞,也發現氣體循環像噴泉一樣發生,變成吸積流。

 領導這項研究的日本國家天文台助理教授 Takuma Izumi 闡述了這項研究的重要性,他說:“我相信這項研究是超大質量黑洞研究史上的一項里程碑式的成就。”未來,研究團隊的目標是研究距離更遠、具有多種特性的超大質量黑洞,不僅會使用ALMA望遠鏡進行觀測,還會使用目前正在研發的下一代大型射電干涉儀。正在計劃中。我們對天文學家的觀測寄予厚望。

根據此觀測結果繪製的活動星系核星際介質分佈假想圖
圖片來源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),T. Izumi 等人。

■ALMA望遠鏡
ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米干涉儀)使用一種稱為「干涉儀」的機制,其中許多小型望遠鏡排列在大範圍內,並連接在一起以充當一個巨大的望遠鏡。透過組合總共1 個拋物面天線,12 個拋物面天線直徑54公尺的天線和7根直徑12公尺的拋物面天線,一台巨型電波望遠鏡就完成了。慷慨引進日本尖端技術,相當於66視敏度的高解析度,以及比傳統電波望遠鏡高1倍的高靈敏度。

■下一代大型電波干涉儀
下一代甚大陣列計畫是下一代射電望遠鏡項目,旨在透過安裝分佈在北美各地的200多個天線,打造口徑高達8,860公里的射電望遠鏡。

參考:
【日本國家天文台】闡明超大質量黑洞的生長機制和星系中心物質的循環

論文信息:
[科學]在亞秒差距尺度上觀察到的超大質量黑洞供給與回饋

研究報告主持人:
日本國家天文台ALMA計畫助理教授 Takuma Izumi
鹿兒島大學研究生院理工研究科和田敬一教授
河野幸太郎教授,東京大學科學研究生院
東京都立大學理學研究科藤田豐教授
河室大樹,RIKEN先鋒研究本部基礎科學特別研究員
松本直樹,東北大學研究生院理學研究科碩士生

聯合主辦單位:
日本國立天文台、國立自然科學研究所
鹿兒島大學
東京都立大學
東京大學
理研
東北大學

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