银河系中心的巨大气泡是怎么来的？新研究说是超大质量黑洞造成的

　　2020年，X射线望远镜eRosita拍摄了两个巨大气泡的图像，这些气泡在我们银河系中心的上方和下方延伸得很远。
　　从那时起，天文学家就它们的起源展开了辩论。究竟是什么造成了这两个巨大的气泡？科学家们莫衷一是。
　　现在，包括美国密歇根大学研究在内的一项研究表明，这些气泡是银河系中心超大质量黑洞强大活动喷流的结果。这项3月7日发表在《自然天文学》上的研究还显示，这一喷流大约在260万年前开始喷出物质，并持续了大约10万年。
　　该团队的研究结果表明，2010年发现的费米气泡和微波雾大致位于银河系中心的带电粒子雾是由来自超大质量黑洞的同一束能量射流形成的。
　　有两种相互竞争的模型可以解释这些气泡，分别以发现它们的望远镜命名：费米伽玛射线太空望远镜和eRosita。费米气泡表明喷流是由核星暴驱动的，即一颗恒星在超新星爆炸中排出物质。该团队的研究结果支持的第二个模型表明，这些喷流是由我们银河系中心的超大质量黑洞抛出的能量驱动的。
　　喷流发生在物质向黑洞移动，但从未穿过黑洞的事件视界之时。黑洞的事件视界是没有任何东西可以逃逸的数学表面。由于其中一些物质被抛回太空，黑洞不会失控地生长。但是从黑洞抛出的能量确实会取代黑洞附近的物质，从而产生这些大气泡。
　　这些气泡结构本身高11千秒差距。1秒差距相当于3。26光年，大约是光在一年中传播距离的三倍。因此，这些结构有近3。6万光年高。
　　相比之下，银河系的直径为30千秒差距，而我们的太阳系距离银河系中心约8千秒差距。研究人员称，eRosita气泡的大小约为费米气泡的两倍，并通过费米气泡推出的能量波或冲击波而膨胀。
　　天文学家对观察这些eRosita气泡特别感兴趣，因为它们发生在我们自己的银河系后院，而不是不同星系或极端宇宙距离的物体。天文学家可以收集大量数据。这些数据可以告诉天文学家黑洞射流中的能量数量、这种能量注入了多长时间以及气泡是由什么材料构成的。
　　该研究的合著者、密歇根大学天文学家马特乌什拉斯沃斯基（MateuszRuszkowski）表示，他们的研究不仅可以排除星暴模型，而且还可以在超大质量黑洞模型中微调生成相同图像或与天空中的图像非常相似所需的参数，我们可以更好地限制某些事情，例如注入了多少能量，这些气泡里面有什么，以及为了产生这些气泡而注入的能量需要多长时间。
　　那么气泡里面究竟有什么呢？宇宙射线，一种高能辐射。eRosita气泡包围了费米气泡，其中的内容是未知的。但研究人员的模型可以预测每个结构内的宇宙射线数量。黑洞注入的能量使气泡膨胀，能量本身以动能、热能和宇宙射线能量的形式存在。在这些能量形式中，费米伽玛射线太空望远镜只能探测到宇宙射线的伽马射线信号。
　　我们的发现很重要，因为我们需要了解黑洞如何与它们所在的星系相互作用，因为这种相互作用允许这些黑洞以受控方式生长，而不是不受控制地（生长），拉斯沃斯基说。
　　NASA可视化团队创建的银河系图像，叠加了盖亚空间天文台拍摄的图像，以及eRosita和费米气泡的可视化图像。