NSF 的格林班克望远镜 (GBT) 揭示了关于超大质量黑洞周围神秘射电气泡的新信息。
在一篇研究星系团 MS0735 的新论文中，“我们正在观察从超大质量黑洞中观察到的最有活力的爆发之一，”该出版物的主要作者 Jack Orlowski-Scherer 说，“这就是当你喂养一个黑洞，它会猛烈地喷出巨大的能量。” 在进行这项研究时，杰克是宾夕法尼亚大学的研究生，现在是魁北克蒙特利尔麦吉尔大学的研究员。
在星系团中心的巨大星系中心深处发现了超大质量黑洞。 星系团充满等离子体的大气温度高得令人难以置信——大约 5000 万摄氏度——但这些高温通常会随着时间的推移而冷却，从而使新恒星得以形成。 有时，黑洞会通过从中心喷出的剧烈爆发来重新加热周围的气体，从而阻止冷却和恒星形成，这一过程称为反馈。
这些强大的射流在热的星团介质中开辟出巨大的空腔，将热气体推离星团中心更远，并用无线电发射气泡取而代之。 置换如此大量的气体需要大量的能量（占星团气体总热能的百分之几），天体物理学家对了解这些能量的来源非常感兴趣。 通过更多地了解填充这些空洞的遗留物，天文学家可以开始推断出最初造成这些空洞的原因。
天文学家团队使用 GBT 上的 MUSTANG-2 接收器利用 Sunyaev-Zeldovich (SZ) 效应对 MS0735 成像，这是由于星团气体中的热电子散射导致的宇宙微波背景 (CMB) 辐射的细微扭曲。 就上下文而言，CMB 是在大爆炸后 38 万年发射的，是 138 亿年前宇宙起源的余辉。 在 MUSTANG-2 观测到的 90 GHz 附近，SZ 效应信号主要测量热压。
“借助 MUSTANG-2 的力量，我们能够深入这些空腔并开始准确确定它们填充的是什么，以及为什么它们不会在压力下坍塌，”欧洲南方天文台的天文学家 Tony Mroczkowski 详细阐述道谁是这项新研究的一部分。
这些新发现是迄今为止对星系团空腔热力学状态最深的高保真 SZ 成像，强化了先前的发现，即空腔中至少有一部分压力支持是由于非热源，例如相对论粒子、宇宙射线和湍流，以及磁场的少量贡献。
“当我们研究无线电核心和低频波瓣时，我们知道这是一个令人兴奋的系统，但我们现在才开始看到全貌，”共同作者、美国海军研究实验室和 VLITE 的天文学家 Tracy Clarke 解释道。项目科学家，曾与人合着过该系统的先前无线电研究。
与早期的研究相比，GBT 产生的新成像考虑了气泡内的压力支持可能比以前认为的更微妙的可能性，混合了热和非热成分。 除了无线电观测外，该团队还结合了美国宇航局钱德拉 X 射线天文台的现有 X 射线观测，这提供了 MUSTANG-2 所见气体的补充视图。
未来跨多个频率的观察可以更准确地确定黑洞喷发的奇特性质。 Orlowski-Scherer 补充说：“这项工作将帮助我们更好地了解星系团的物理学，以及困扰我们许多人一段时间的冷却流反馈问题。”
这项工作发表在最新一期的天文学与天体物理学杂志上。
