环绕超大黑洞的旋转气云首次现身 证实天文学家预言“活动星系核统一模型”

根据观测数据描绘的环绕超大黑洞的“甜圈”状气云图片由日本国立天文台提供

一个以今西昌俊为主的日本国立天文台和鹿儿岛大学的研究小组，通过观测螺旋星系M77的中心核，捕捉到了环绕超大黑洞的半径约20光年的“甜圈”状分子气体，并首次清晰地观测到分子气体以黑洞为中心旋转的情形。

宇宙中几乎所有星系中心都存在巨大的黑洞，这些超大黑洞的质量是太阳的数十倍至数亿倍，与其所在星系整体的质量相关联。科学家认为，超大黑洞与星系互相影响而共同进化。但是由于超大黑洞与其所在的星系整体相比规模极为微小，仅有百亿分之一左右，对星系与超大黑洞如何相互影响尚无法得知。

理解星系与超大黑洞共同进化的关键是，正在吞噬大量物质成长中的超巨大黑洞。这种黑洞周围降落下的物质引力能量转化为光，称为“活动星系核”。活动星系核发出非常强烈的光，不时喷射出高速气流，因而对周围星系环境产生巨大影响。活动星系核是解开星系与黑洞共同进化之谜的关键天体。但是由于我们所在的银河系中心超大黑洞吸入的物质量非常少，且仅有微弱的活动，因此理解活动星系核的情景，需要高分辨率观察其他星系的中心核。

很久以前就有科学家预言，被称为“活动星系核”的活跃超大黑洞周围存在环绕其运动的“甜圈”状分子气体，但迄今为止没能通过直接观察确认。此次，研究小组用阿尔玛望远镜对螺旋星系M77的中心部位进行了详细观察。通过观测，清晰地发现了围绕超大黑洞半径约700光年的马蹄形气体云，以及包围巨大黑洞的半径约20光年的小型气体云。

研究小组认为，这正是众多天文学家所预言的“活动星系核统一模型”环绕黑洞的“甜圈”气体云。这一发现是研究超大黑洞活动及其对周围星系影响的基础性重大成果。