古老的超大质量黑洞正在释放足以摧毁星系的风暴

摘要：天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现，一个由吸积物质的超大质量黑洞驱动的类星体，正在释放目前已知最早的“星系级”强风。这股强大的风以惊人的速度从其宿主星系中驱逐气体和尘埃，显著抑制了该星系内部的恒星形成活动。

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古老宇宙中的超级风暴，黑洞驱动的风如何摧毁星系，科学家发现宇宙早期的惊人现象！

“据我们所知，这种由类星体驱动的星系尺寸的风暴是目前已知最早的。”

这张图片展示了由超大质量黑洞驱动的类星体发出的强风

（图片来源：ESO/M.Kornmesser)

天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）发现，一个由吸积物质的超大质量黑洞驱动的类星体，正在释放目前已知最早的“星系级”强风。这股强大的风以惊人的速度从其宿主星系中驱逐气体和尘埃，显著抑制了该星系内部的恒星形成活动。

这个编号为J1007+2115的类星体距地球极其遥远，以至于我们现在看到的是它在大爆炸后仅仅7亿年时的样子——当时已有138亿年历史的宇宙仅处于当前年龄的5%左右。尽管这让J1007+2115成为了目前观测到的第三早的类星体，但它是迄今为止发现的、最早拥有强大星系级风从其内部喷发的类星体。

然而从这颗类星体喷发出的物质不仅仅因为其古老而引人注目。从J1007+2115吹出的风，自其源头的黑洞向外延伸竟有足足7500光年，而这个距离大约相当于3750个太阳系首尾相连！研究人员表示，这个风暴每年带动的物质相当于300个太阳，并且以约6000倍的音速在移动。

发现团队的领队、亚利桑那州立大学研究院刘伟哲（Weizhe Liu）告诉太空网（Space.com）：“这是目前已知的第三早、第三远的由超质量黑洞吸积驱动的类星体。据我们所知，这种类星体驱动的星际尺度风暴是目前已知最古老的。”

从这个中心超大质量黑洞喷出的风，其速度高达音速的6000倍，威力之强甚至可能足以"扼杀"其宿主星系。这些风剥夺了星系中形成新恒星所需的物质，从而切断了恒星诞生的可能性。

超质量黑洞如何产生风

所有大型星系的中心都被认为存在一个超质量黑洞，其质量在太阳的百万倍到数亿倍之间。然而，并不是所有的超质量黑洞都能驱动类星体——宇宙中最亮的光源。

这是由于有些超质量黑洞并没有被很多的气体或灰尘环绕着，比如说银河系中心的超质量黑洞Sagittarius A* (Sgr A*)。这颗黑洞既安静又沉稳。

其他的一些超质量黑洞周围环绕着大量的云状物质。这些物质在一个被称为吸积盘的扁平云层中旋转，提供了黑洞的物质来源。中心黑洞的强大引力在吸积盘中产生了强烈的摩擦，加热了这些物质并使其发出耀眼的光。

这些区域被称为活动星系核（AGNs）。由此发出的强光，甚至能超过周围星系中所有恒星发光的总亮度。当在极远距离进行观测时，这些光源被称为“类星体”。

吸积盘发出的强大辐射还有另外一个作用：它会将气体和尘埃等物质从活动星系核（AGN）的周围带走。这些类星体发出的风也能将气体和尘埃从更广阔的宿主星系中驱逐出去。

一幅艺术概念图，以红外光的形式，展示了从遥远星系核心喷发出的类星体的风。（图片来源：国际双子天文台/美国国家科学基金会的国家光学红外天文研究实验室（NOIRLab）/美国国家科学基金会/大学天文研究协会（AURA）/P. Marenfeld）

在韦伯太空望远镜（JWST）的帮助下，研究人员发现，来自J1007+2115的类星体风，其所裹挟的物质正以惊人的速度运动——达到每小时470万英里（约760万公里）。你可以试着去想象，如此强大且影响深远的风携带着大量的物质。刘维哲表示，该类星体风每年携带的物质质量相当于300个太阳。

韦伯望远镜（JWST）观测到，J1007+2115所在的星系富含密集的分子气体和尘埃，而这些都是恒星形成的原材料。据观测，该星系每年形成的恒星质量大约在80到250个太阳质量之间。然而，来自这个星系的光已经传播了131亿年才到达我们这里，这意味着它现在的状态可能已经大不相同。特别是，由于这些类星体风的存在，星暴活动可能不会持续太久。

一张詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的类星体J0148的图像。（图片来源：NASA/Yue等人）

这些类星体风清理了气体和尘埃，而这也将切断驱动它们的超大质量黑洞的“食物”供应。这意味着，这个质量约等于10亿个太阳的超大质量黑洞的增长，现在可能也已经停止了。

刘维哲说："这股风正在将大量气体向星系外推。而因为恒星形成与黑洞增长都需要气体，所以这阵风不仅会抑制星系内的恒星形成活动，同时也会抑制超大质量黑洞本身的增长。"这可能意味着，在韦伯望远镜所观测时间之后的数十亿年，在于我们同步时间的今天，这个早期星系已经成为了一个“死亡”的星系。由于恒星形成物质被清除，新恒星很难诞生，它的成长可能已经基本停滞了。