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宇宙中迄今規模最大的超高溫氣流，正從鄰近的VV 340a星系噴出。1月8日，這一成果發表于《科學》。

研究人員利用美國國家航空航天局（NASA）詹姆斯·韋布空間望遠鏡的數據，在該星系兩側發現了大量高溫氣體云團。這些發光結構形成了兩個狹長的星云，由星系中心超大質量黑洞周圍的劇烈活動所驅動。每個星云的長度至少為3000秒差距（1秒差距約為3.26光年），而VV 340a星系的整個圓盤厚度大約也只有3000秒差距。

“在其他星系中，這種高能氣體幾乎總是被限制在距離星系黑洞幾十秒差距的范圍內，而我們發現其超出通常尺度30倍，甚至更多。”該研究主要作者、美國加州大學爾灣分校的Justin Kader表示。

美國卡爾·央斯基甚大陣列射電望遠鏡的觀測顯示，一對大質量等離子體噴流從VV 340a星系兩側噴出。當氣體落入超大質量黑洞后會達到極高溫度，在與強大磁場相互作用時，就會形成噴流——帶電物質以極高的速度向外噴射。

在更大的尺度上，這些噴流在太空中會呈現出螺旋狀軌跡。這種模式表明存在一種被稱為“噴流進動”的過程，即噴流方向隨時間推移而逐漸發生偏轉，類似于旋轉陀螺的緩慢擺動。

“這是首次在盤狀星系中觀測到千秒差距級的射電噴流。”Kader說，“據我們所知，這也是首次發現千秒差距級，即星系尺度的進動射電噴流驅動大量冕狀氣體外流。”

隨著這些噴流向外推進，研究人員認為，它們會與星系內部的物質發生碰撞，迫使后者遠離中心區域并被加熱至極端高溫。這一過程形成了科學家所稱的“日冕氣體”。該名稱借鑒了太陽外層大氣的特性，用來描述高度電離、溫度極高的等離子體。

據Kader介紹，這類日冕氣體通常位于黑洞附近，很少會擴散到宿主星系的遠處，幾乎從未在星系之外被探測到，因此新的觀測結果極為罕見。

這種外流的能量令人震驚。Kader說，日冕氣體攜帶的能量相當于每秒爆炸100億億顆氫彈。

“我們發現了迄今最完整且連貫的日冕氣體結構。”論文作者、美國加州理工學院的Vivian U說，“我們期望韋布望遠鏡能打開探測活躍超大質量黑洞的波長窗口，但沒想到在第一個觀測對象中就看到了如此規模的輻射。這是一個驚喜。”

研究人員只有結合多個天文臺的數據，才能了解噴流和發光日冕氣體的全貌。美國夏威夷的凱克二號望遠鏡觀測發現，較冷的氣體延伸至更遠的地方，距黑洞15000秒差距。

黑洞噴流對星系的影響巨大。根據這項研究，VV 340a星系每年損失的氣體足以形成19顆像太陽這樣的恒星。“它實際上是通過加熱和去除形成恒星的氣體來限制星系內的恒星形成過程。”Kader說。

目前來看，銀河系中似乎沒有類似的活躍噴流。不過Kader指出，有證據表明，銀河系超大質量黑洞大約在200萬年前經歷過一次吸積事件，早期的人類祖先或許曾目睹過夜空中的這一景象。

隨著罕見噴流及巨大氣體外流的發現，研究人員計劃探索其他星系是否存在類似特征，旨在更好地理解強大的黑洞活動如何影響像銀河系這樣的星系的長期演化。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adp8989