一个黑洞正在向其邻近的银河系喷射一股物质

这是黑洞研究的标志性时刻！最近几个月，天体物理学家宣布发现了有史以来最强大的伽马射线爆发（由于黑洞的形成）、我们宇宙后院的怪物黑洞、双星黑洞的框架阻力效应以及2017 Kilonova 事件（剧透警告：这是一个黑洞）。在公民科学家的帮助下，一组天文学家最近在大约 10 亿光年外的一个星系中发现了一个独特的黑洞，它正在向另一个星系喷出相对论射流。

该研究由 UM-DAE 基础科学卓越中心研究员 Ananda Hota 领导的团队进行。来自印度天体物理研究所、索邦大学天体物理和大气辐射与物质研究实验室 (LERMA)、阿雷西博天文台、阿米蒂应用科学研究所、塔帕尔工程技术研究所的研究人员加入了他的行列，并与 RAD@home 公民科学合作。一篇描述他们发现的论文于 10 月 12 日发表在《皇家天文学会快报月刊》上。

星系通常根据大小、形状和组成分为三大类。首先，有椭圆星系，它们约占宇宙中所有星系的三分之一，范围从接近圆形到非常拉长。然后是螺旋星系，以其独特的旋臂而闻名，这些旋臂看起来像扁平的圆盘，中心有一个黄色的大凸起。最后，还有不规则的星系，既不是椭圆也不是螺旋，这在早期宇宙中更为常见（在它们演变成其他两类之前）。

当谈到椭圆星系时，天文学家观察到新恒星的形成非常罕见，而且似乎在数十亿年前就基本停止了。虽然原因仍然是个谜，但现代研究表明，超大质量黑洞 (SMBH) 的存在可能是原因。这些“怪物黑洞”导致大质量星系的中心成为活跃的星系核（AGN）——也就是。类星体 - 核心比圆盘中所有恒星的总和更有活力。

在许多情况下，活动星系核还会从它们的两极喷出大量喷流，将气体和尘埃加速到相对论速度（接近光速）。这种物质向其他星系的喷射被认为会耗尽椭圆星系的冷气体和尘埃，否则这些气体和尘埃将作为恒星形成的燃料。天文学家面临的另一个谜团是这些 AGN 驱动的喷流如何与合并星系的气体结合，产生正反馈。这会暂时导致恒星形成的增加，然后是负反馈和恒星形成的下降。

为了解开后一个谜团，Hota 博士和他的同事在 RAD12 的中心观察了 SMBH，这是一个距离地球约 10 亿光年的椭圆星系。 2013 年，根据斯隆数字巡天 (SDSS) 的光学数据和超大阵列 (VLA) 20 厘米无线电微弱天空图像 (FIRST) 的无线电数据，这个星系的这一独特特性在 2013 年首次显现民意调查。但是，当 Hota 博士和他的团队用印度的巨型米波射电望远镜 (GMRT) 再次观察到它时，他们注意到 RAD12 似乎只从一个极点喷射物质。

使用来自澳大利亚 MeerKAT 阵列和加拿大-法国-夏威夷望远镜（分别）的档案无线电和光学数据证实了这些观察结果。与其他成对和相反方向喷射物质的喷流不同，RAD12 似乎只向其邻近的星系 RAD12-B 喷射物质。他们的观察还揭示了一个年轻的等离子射流，它在茎部逐渐变细并在末端向外张开，变成蘑菇（如上图所示）。黄色特征代表星系——较大的是 RAD12（左）和 RAD12-B（右）——等离子射流以红色显示。

整个结构绵延 440,000 光年，比宿主星系本身大得多。这是第一次观察到喷流与像 RAD12-B 这样的大星系相撞。正如 Hota 博士在最近的皇家天文学会 (RAS) 新闻稿中所说：

“我们很高兴发现了一个罕见的系统，它可以帮助我们了解超大质量黑洞在合并过程中对星系恒星形成的无线电反馈。GMRT 观测和来自其他各种望远镜（如 MeerKAT 射电望远镜）的数据强烈表明，射电喷射在 RAD12 中与伴星系相撞。这项研究的一个同样重要的方面方面是通过 RAD@home 公民科学研究合作展示公众参与调查结果。 "

多亏了 Hota 博士和他的团队的观察，天文学家现在离理解这种相互作用对椭圆星系的影响又近了一步。他们的发现可能会导致对椭圆星系中恒星形成过程的新见解，解决关于星系演化的长期谜团。这也证明了今天可以通过公民科学家和天文学家之间的合作完成的那种研究。