科学家发现超大质量黑洞发射了新生代无线电喷气机

时间：2022-04-07 15:58:09来源：

发射从一个超大质量的黑洞的一个年轻无线电喷气机的例证在一个遥远的星系的中心。

美国海军研究实验室的研究人员带领一组科学家发现了一些最年轻的无线电射流，这些射流是通过在遥远星系中心生长超大质量黑洞而发射的。

观察和记录据信只有数十年历史的喷气式飞机，它们还处于婴儿期，因此研究人员可以观察它们的形成和生长，并研究它们如何影响环境。

NRL的天文学家Henrique Schmitt博士说：“定时和导航是海军任务的基本组成部分，是DOD所依赖的关键基础设施的一部分。”“了解活跃星系中射流的演变对于GPS等日常工具至关重要。这种活跃的星系定义了天文参考系，从中可以得出精确的时间和定位。”

与先前在新墨西哥州索科罗（Socorro）的卡尔·詹斯基（Karl G. Jansky）超大型阵列（VLA）进行的研究相比，该团队审查了超大型阵列天空调查（VLASS）的图像后发现了喷气式飞机，该图像包含异常明亮的无线电源。他们的发现发表在《天体物理学杂志》上。

NRL驻国家研究委员会博士后研究员Kristina Nyland博士说：“这是一个尚待充分探索的新话题。”“研究强力喷气机的发射对于我们了解数十亿年以来星系和超大质量黑洞是如何串联增长至关重要。”

甚大阵列（VLA）相隔二十年拍摄的前后无线电地图的示例。这些差异说明，在发射新生代射流时，遥远的超大质量黑洞在无线电中急剧变亮。上排显示1990年代后期拍摄的VLA地图中没有无线电发射，这是“二十厘米无线电天空的微弱图像”（FIRST）调查的一部分。在最下面一行中，2019年作为VLA天空调查（VLASS）的一部分拍摄的VLA地图揭示了新生喷气机的存在，它们是类似亮点的来源。

根据Nyland的说法，较旧的喷气机会发光数百万年，并且可能会延伸到其宿主星系的范围之外，而新生的喷气机则停留在其宿主的范围内。被称为星际介质，该区域包含产生新恒星和行星系统的原材料。假设新生喷气机可能与这些密集的气体云相互作用，并在星系的形成和演化中起重要作用。

尼兰德说：“当紧凑的，强大的无线电等离子体射流与形成恒星的气体相撞时，这些射流可能会改变新恒星诞生的效率以及未来银河系的外观和性质。”“特别是对年轻喷气机的学习对于了解我们的宇宙起源至关重要。对我们而言，测量超大质量黑洞发射新喷气机的速率以最终了解它们如何影响它们所居住星系的生命至关重要。”

美国海军天文台（USNO）维护着一个天体参考系，用于提供天空和太空的参考。该天体参考框架以网格形式出现，并包含4,000多个已知的无线电源。新的无线电源，例如新生代飞机，可以将参考点添加到网格中。

生活在网格上

网格上的参考点可能会随时间变化外观。研究人员正在尝试通过将光学参考系耦合到天体参考系来填充网格的稀疏区域。但是，对来自超大质量黑洞的光能和无线电能发射的物理学还没有完全了解。随着时间的流逝，这些辐射看起来有所不同，研究人员发现，当光学和天体网格重叠时，它们并不总是完美匹配。

NRL遥感部门的射电天文学家Tracy Clarke博士说：“在不了解这些无线电源的物理原理的情况下，您会发现这两个参考系并不总是对齐的。”“那是因为与光学主机星系相比，我们正在寻找的是无线电源的不同部分，它们有一定的偏移。”

梅根·约翰逊（Megan Johnson）博士说：“了解AGN的无线电发射源是USNO和海军关注的关键领域，有助于我们更好地理解构成国际天体参考系的类星体源的性质。”在USNO。

为了使人们对物理学有更好的理解，正在进行大量的研究。该信息可用于构建更全面和更具预测性的参考框架。海军资产可以在GPS受限的环境中利用参考系。为此，研究人员希望为操作员提供固定网格中的偏差源（例如，喷射源之一中的亮度偏移），以偏移参考帧。

克拉克说：“克里斯蒂娜·尼兰（Kristina Nyland）所做的物理学工作帮助我们了解了如何将这两个参考系紧密地绑在一起，这将为海军提供出色的多波长
参考系。”克拉克目前担任测量科学联合主席VLA天空调查小组（VLASS）。该小组在开展VLASS调查中发挥了关键作用，目前已成为与科学界的交流平台。

天文协作

VLASS通过结合使用数年来多次拍摄的望远镜可见的整个天空的图像和数据，正在加深对太空的了解。NRL通过在NRL之外开展的VLA低频带电离层和瞬变实验（VLITE）进行的观测观测，为VLASS提供支持。VLITE是这项调查的有力补充，可在不同频率和空间范围内提供有关无线电源特性的补充信息。

“虽然VLASS数据允许发现这些新形成的喷气机，但了解星系演化的历史可能需要更多的无线电数据，” Clarke说。“这就是VLITE进入的地方。VLITE在更长的观察波长下工作，并与VLASS平行进行观察。”

Clarke认为VLITE是这项调查的有力补充，因为它提供了有关无线电源特性的补充信息，这使NRL研究人员可以更好地了解为每个新生无线电射流提供动力的超大质量黑洞的演变。

Nyland通过NRC博士后研究金计划领导着NRL遥感方面的研究项目。她继续研究新生喷气机，并观察它们随着时间的变化。

尼兰德说：“这项研究总体上为人类探索做出了贡献。”“它有助于加深对基本物理学的理解，以及超大质量黑洞与星系演化之间的引人入胜的联系。”

有关这项研究的更多信息，请阅读《天文学家在遥远的星系中发现强大的，新生的，放射无线电的射流》。

参考：Kristina Nyland，Dillon Z. Dong，Pallavi Patil，Mark Lacy，Sjoert van Velzen，Amy E. Kimball，Sumit Sarbadhicary，Gregg撰写的“在VLASS和FIRST揭示的年代际尺度上从无线电安静过渡到无线电响的类星体”哈里南（Hallinan），薇薇安·巴尔达瑟（Vivienne Baldassare），特雷西·克拉克（Tracy Clarke），安迪·D·古尔丁（Andy D. Rujopakarn，Mark Whittle和Mattia Vaccari被接受，天体物理学杂志.arXiv：
2011.08872