美国宇航局平流层红外天文观测站的科学家们发现了一个奇怪黑洞，它正在以一种通常与新生恒星相关的方式改变其星系环境。天文学家通过搜索被称为电离碳恒星加热气体的特征，用来研究非常遥远星系中的恒星是如何形成，但是发现活跃的黑洞也可以加热这种气体。这些结果与长期持有的理解相矛盾，即在遥远星系中产生电离碳的能量仅来自恒星形成。这一发现迫使科学家们重新评估黑洞对星系及其内部恒星的影响。
黑洞天生就很奇怪，引力如此之强，任何东西都无法逃脱，甚至光也不能逃脱。由于活跃的黑洞消耗气体和尘埃，其中一些物质作为高能粒子和辐射的射流向外发射。通常这些喷流垂直于宿主星系，但美国宇航局红外天文平流层天文台发现了一种直接射向其星系的喷流。这股喷流正在加热星系中心周围的气体，这是恒星诞生的特征。这促使科学家们重新评估关于与婴儿恒星相关关键气体的想法，以及关于黑洞如何影响其宿主星系的普遍看法。
德国海德堡马克斯普朗克天文研究所的科学家Irina Smirnova-Pinchukova说：黑洞的喷射方向非常奇特，就像新生恒星一样，它以同样的方式改变了周围环境，但是恒星本身并不能导致我们所观察到的东西。恒星在尘埃和气体云深处诞生，这一过程在可见光下隐藏在我们的视线之外。但是红外光，肉睛看不见，可以穿透这些云。例如，美国宇航局平流层红外天文观测站（SOFIA）使用红外光来研究恒星是如何诞生的，其研究结果发表在《天文学与天体物理学》期刊上。
但即使使用强大的望远镜，天文学家也无法看到极远星系中新生恒星那样的细节。取而代之的是，天文学家们寻找被称为电离碳新生恒星加热的气体特征，由于电离碳经常被发现与新生恒星有关，科学家们经常假设当在遥远的星系中发现气体时，恒星正在形成。但是，当科学家们研究了五个有活跃黑洞的星系时，发现，恒星诞生速率最低的那个星系含有最多电离碳。事实上，与其他大小和组成相似的星系相比，数量要多出10倍。但是恒星的出生率非常低，只能产生检测到的气体的25%。
换句话说，仅凭新生恒星不能解释电离碳的丰富程度，对于这个重要的化学特征，一定有其他的解释。研究小组使用了索菲亚名为“场成像远红外线光谱仪”(Fifi-LS)的仪器来仔细研究这个星系HE 1353-1917。usra的Randolph Kline支持观测准备和执行，协助科学家发现黑洞的喷射直接向银河系发射辐射，而不是向其周围的空间发射辐射。大部分电离碳都集中在星系活跃的黑洞附近，这表明气体神秘来源是黑洞喷射产生的强烈辐射。这与长期以来的假设相矛盾，即电离碳主要是新生恒星的特征。
如果没有对附近星系的大量观察，可能找不到这样的例外情况，即黑洞是电离碳源。这种气体是天文学家用来研究极远星系的最重要工具之一，这些星系不能非常详细地观察到。来自附近星系的信息，例如黑洞如何产生电离碳并影响星系随后的演化，对于理解来自其他天文台的数据至关重要，这些天文台包括智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)天文台。现在科学家们知道，遥远星系中高水平的电离碳可能不仅表明许多恒星正在诞生，而且可能是黑洞喷流导致了相同类型的化学特征。
博科园｜研究/来自：高校空间研究协会
参考期刊《天文学与天体物理学》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935577
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