黑洞也「躺平」科學家:碰上這事件它就倒了

哈伯太空望遠鏡拍攝的 NGC 5084,中心附近的一條深色垂直線顯示了圍繞核心運行的吸積盤的曲線,其存在表明內部存在超大質量黑洞。圓盤和黑洞具有相同的方向,從星系的水平方向完全傾斜。 (NASA/STScI)

近期發表於《天文物理期刊》(Astrophysical Journal)的研究指出,距離銀河系約8000萬光年的星系NGC 5084,發生了一起令人困惑的天文現象,該星系中心的超大質量黑洞,其自轉軸竟然與星系平面平行,彷彿「躺平」在星系中央,可能是與其他星系合併時所致。

NASA艾姆斯研究中心天文學家博拉夫(Alejandro Borlaff)及其團隊對30年來的觀測數據進行分析。NGC 5084是一個透鏡狀星系(Lenticular galaxy),直徑超過20萬光年,雖然早在18世紀末就已經發現,但由於由於該星系側面朝向地球,中心區域明亮且塵埃密佈,因此過去對其黑洞的研究相對有限。

研究團隊利用NASA錢德拉X射線天文臺的數據,意外發現黑洞周圍有「4道X射線電漿噴流呈『X形」」向外延伸,其中2道噴流與星系平面呈現上下垂直,符合黑洞赤道平面與星系平面對齊的情況;但另外兩道噴流,直接噴向星系盤內。顯示出該黑洞曾處於正常位置,後來卻「傾倒」至橫躺狀態。

NGC 5084 X 射線產生4道噴流的事件摘要。(圖表擷取自論文)

爲進一步驗證,研究團隊調閱哈伯望遠鏡、阿塔卡馬大型毫米/次毫米波陣列(ALMA)及其他望遠鏡的歷史數據,重新觀測。結果顯示,黑洞周圍的吸積盤垂直於星系平面,而黑洞吸積盤通常與星系平面平行,證實了黑洞目前確實處於「橫躺」狀態。

研究推測,這一現象可能與星系合併事件有關。NGC 5084可能曾與另一個擁有超大質量黑洞的星系合併,導致黑洞間的碰撞與融合,最終改變了黑洞的自轉軸方向,目前已確認該黑洞質量約爲太陽的4570萬倍,但具體事件仍需進一步研究才能揭曉。

NASA天體物理學家馬庫姆(Pamela Marcum)指出:「在單一星系中檢測到2對X射線噴流極爲罕見,這獨特的交叉結構與黑洞傾斜現象,爲我們提供了深入瞭解該星系歷史的機會,」