在一個(gè)名為NGC 1068的星系的中心，一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞隱藏在厚厚的甜甜圈狀的塵埃和氣體云中。當(dāng)天文學(xué)家使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)進(jìn)行更詳細(xì)的研究時(shí)，他們意外地發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象，可以解釋為什么超大質(zhì)量黑洞在宇宙早期如此迅速地生長(zhǎng)。

“由于ALMA的出色分辨率，我們測(cè)量了黑洞周?chē)鷥?nèi)部軌道中氣體的運(yùn)動(dòng)，”智利ALMA的國(guó)家射電天文臺(tái)(NRAO)的Violette Impellizzeri解釋說(shuō)，他是第一作者在發(fā)表的論文上在天文學(xué)雜志上。“令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)氣體盤(pán)以相反的方向旋轉(zhuǎn)。”

宇宙年輕時(shí)就已經(jīng)存在超大質(zhì)量的黑洞，距大爆炸僅十億年。但是，這些極端物體的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的十億倍，卻又有時(shí)間在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)，這是天文學(xué)家們面臨的一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。這一新的ALMA發(fā)現(xiàn)可能提供了線(xiàn)索。Impellizzeri說(shuō)：“反向旋轉(zhuǎn)的氣流是不穩(wěn)定的，這意味著云朵落入黑洞的速度比它們?cè)趩蝹€(gè)旋轉(zhuǎn)方向上的磁盤(pán)降落的速度更快。”“這可能是黑洞可以迅速成長(zhǎng)的一種方式。”

NGC 1068(也稱(chēng)為Messier 77)是一個(gè)螺旋星系，距地球約4700萬(wàn)光年，位于Cetus星座方向。在它的中心是一個(gè)活躍的銀河核，這是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，它從旋轉(zhuǎn)的薄薄的旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃盤(pán)(也稱(chēng)為吸積盤(pán))中主動(dòng)提供能量。

ALMA先前的觀察發(fā)現(xiàn)，黑洞不僅吞噬了物質(zhì)，而且還以令人難以置信的高速?lài)姵鰵怏w-高達(dá)每秒500公里(每小時(shí)超過(guò)一百萬(wàn)英里)。從吸積盤(pán)排出的這種氣體可能有助于從光學(xué)望遠(yuǎn)鏡中隱藏黑洞周?chē)膮^(qū)域。

Impellizzeri和她的團(tuán)隊(duì)利用ALMA出色的變焦鏡頭功能來(lái)觀察黑洞周?chē)姆肿託怏w。出乎意料的是，他們發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的氣體盤(pán)。內(nèi)盤(pán)跨度為2-4光年，并跟隨銀河系的旋轉(zhuǎn)，而外盤(pán)(也稱(chēng)為環(huán)面)跨度為4-22光年，并以相反的方向旋轉(zhuǎn)。

Impellizzeri說(shuō)：“我們沒(méi)想到會(huì)這樣，因?yàn)槁淙牒诙吹臍怏w通常只會(huì)沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。”“某些事情一定會(huì)干擾流量，因?yàn)榇疟P(pán)的一部分不可能完全靠自身開(kāi)始向后旋轉(zhuǎn)。”

反向旋轉(zhuǎn)在空間中并非罕見(jiàn)現(xiàn)象。賓夕法尼亞大學(xué)劉易斯堡的巴克內(nèi)爾大學(xué)的合著者杰克·加里摩爾(Jack Gallimore)解釋說(shuō)：“我們?cè)阢y河系中看到了它，通常距離銀河系中心數(shù)千光年。”“反向旋轉(zhuǎn)總是由兩個(gè)星系之間的碰撞或相互作用引起的。使這一結(jié)果引人注目的是，我們看到的范圍很小，只有數(shù)十光年，而不是來(lái)自中心黑洞的數(shù)千倍。”

天文學(xué)家認(rèn)為，NGC 1068中的逆流可能是由從主星系中掉出的氣體云引起的，或者是由捕獲在磁盤(pán)中的反向旋轉(zhuǎn)軌道上的一個(gè)小通過(guò)星系引起的。

此刻，外盤(pán)似乎處于圍繞內(nèi)盤(pán)的穩(wěn)定軌道中。“當(dāng)外盤(pán)開(kāi)始掉落到內(nèi)盤(pán)上時(shí)，情況將發(fā)生變化，這種情況可能會(huì)在數(shù)個(gè)軌道或數(shù)十萬(wàn)年之后發(fā)生。旋轉(zhuǎn)的氣流會(huì)碰撞并變得不穩(wěn)定，并且盤(pán)可能會(huì)在發(fā)光狀態(tài)下坍塌。分子氣體落入黑洞，我們感到非常遺憾。不幸的是，我們不會(huì)在那里目睹煙花爆竹，”加利摩爾說(shuō)。