X射线，穿透气体与尘埃，揭露更多超大质量黑洞的存在。
如果肉眼可以接收X射线光子，那么天空看起来将会光点遍布。其中每一个都可能是活跃的超大质量黑洞。
图片来源：Robert Lea (使用Canva软件制作)
宇宙中可能蕴含比我们推测的多得多的正在疯狂吸积周围物质的超大质量黑洞。这是一个科学加团队的近期结论，他们的观测结果认为，天文学家可能遗漏了30%到50%处在吸积状态的超大质量黑洞，这些宇宙巨兽的质量相当于数百万甚至数十亿个太阳。不过无需杞人忧天，它们并没有躲在你床底下（如果真的有你一定会注意到）。
相反，它们似乎潜伏在星际气体和尘埃之中，通过吸积这些物质成长。“超大质量黑洞与其宿主星系的尺度对比，就像将一颗豌豆与地球比较。”该研究团队的负责人、加州理工大学帕萨迪纳分校的研究员彼得·布尔曼在1月13日于马里兰州国家港举行的美国天文学会第245届会议上说到。
“尽管它们的尺度差别极大，但是处在吸积状态的超大质量黑洞仍有可能对整个星系造成消极或积极的影响。”这是因为当超大质量在快速吸积过程中，它们会向周围的环境中喷射出速度约为1/3光速的物质喷流。这种天体物理喷流可以吹散宿主星系中恒星形成所需的气体和尘埃。因此，来自超大质量黑洞的反馈可以压制甚至扼杀其宿主星系中的恒星形成活动。“这对我们理解星系演化过程有至关重要的影响。”布尔曼继续说道。在这样的图景中，“遮蔽”经常被我们忽视。遮蔽现象指的是处在吸积状态的超大质量黑洞，或称之为活动星系核，被它周围的气体和尘埃掩盖。
黑洞隐藏在‘甜甜圈’后面
这位曾在英国南安普顿大学（现为加州理工学院研究员）的科学家解释道，超大质量黑洞的吸积和增长离不开周围的物质储备——供其进食的“宇宙自助餐”。布尔曼说：“现在的理论认为，这些物质可以形成一个近似‘甜甜圈’的几何形状。根据这些物质相对与我们视线方向的取向，我们要么能看到正在吸积这些物质的极其明亮的中心天体，要么就会看到严重的遮蔽效应。”此前的研究表明，这种遮蔽效应可能是我们遗漏约15%处在吸积状态的超大质量黑洞。为了验证这一偏差，布尔曼和他的同事们使用美国宇航局（NASA）的核光谱望远镜卫星（NuSTAR）的红外数据，在名为“利用核光谱望远镜对本地宇宙中活动星系核的氢柱密度普查”的项目中开展了这一研究。
图二：美国航天局（NASA）的钱德拉（Chandra）X射线空间天文台拍摄的深场X射线图像中包含了5,000个正在吸积的超大质量黑洞。但实际上，这一数字可能高达10,000个；钱德拉无法看到它们全部。（图片来源：美国航天局（NASA）/钱德拉X射线天文中心/宾州州立大学/罗斌等）
研究团队成功观测到了遮蔽超大质量黑洞的气体/尘埃云发出的红外光，这使它们首次对通过吸积周围物质而不断增长的超大质量黑洞进行高精度的普查。“尽管黑洞本身是不可见的，但周围被其吸积的气体会被加热并剧烈发光，使其成为宇宙中最明亮的天体之一。”南安普顿大学的研究员、团队成员波沙克·甘地（Poshak Gandhi）在一份声明中说道，“即使这些黑洞被遮蔽，尘埃分子仍然会吸收来自吸积盘发射的光子，并且在红外波段再次发射出来，从而暴露其中的超大质量黑洞。我们发现，实际上有更多的黑洞隐藏在显而易见的地方——藏在尘埃和气体之后，导致光学望远镜完全无法发现它们。”
搜寻隐藏的活跃的黑洞，有助于解释它们如何增长到现在的质量，还可以帮助我们更清晰的描绘星系演化的过程。“如果宇宙中没有黑洞，星系将会变的更大。”甘地（Gandhi）说道，“假使银河系的中心没有超大质量黑洞，夜空中可能会有更多的恒星。这只是超大质量黑洞影响星系演化进程的一个例子。”布尔曼（Boorman）解释了如果我们能够看到正在吞噬物质的超大质量黑洞，将会怎样改变我们对宇宙的认知。“如果我们的眼睛能够探测X射线，天空将会布满光点，而这些光点中的每一个，都是一个正在吸积物质的超大质量黑洞。”
该研究团队的研究成果于12月30日发表在《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。
BY: Robert Lea
FY: Amberoid
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