就像我們自己的銀河系一樣，在星系的中心通常存在著被旋轉(zhuǎn)的氣體包圍的巨大黑洞。其中一些黑洞閃閃發(fā)光，有源源不斷的燃料供應(yīng)，而另一些黑洞則休眠了數(shù)百萬年，只是在偶然的氣體涌入下才蘇醒。氣體如何在宇宙中流動，為這些巨大的黑洞提供能量，這在很大程度上仍然是個謎。

近日發(fā)表在《The Astrophysical Journal》期刊上的論文中，來自康涅狄格大學(xué)物理學(xué)助理教授 Daniel Anglés-Alcázar 通過全新的高能模擬，解決了圍繞這些巨大和神秘的宇宙特征的一些問題。

Anglés-Alcázar 表示：“超大質(zhì)量黑洞在星系演化中起著關(guān)鍵作用，我們正試圖了解它們?nèi)绾卧谛窍抵行纳L的。這非常重要，不僅是因為黑洞本身是非常有趣的物體，是引力波和各種有趣東西的來源，而且還因為我們需要了解中心黑洞在做什么，特別是我們想了解星系如何演化的話”。

Anglés-Alcázar 也是 Flatiron 研究所計算天體物理學(xué)中心的副研究員，他說回答這些問題的一個挑戰(zhàn)是創(chuàng)建足夠強(qiáng)大的模型來說明在這個過程中發(fā)揮作用的眾多力量和因素。以前的工作要么著眼于非常大的尺度，要么著眼于非常小的尺度，但要同時研究全部尺度的連接，這一直是一個挑戰(zhàn)。

Anglés-Alcázar 表示，星系的形成始于一個暗物質(zhì)的光環(huán)，它主導(dǎo)了該地區(qū)的質(zhì)量和引力潛能，并開始從其周圍拉入氣體。恒星從密集的氣體中形成，但其中一些氣體必須到達(dá)星系的中心，為黑洞提供能量。所有這些氣體是如何到達(dá)那里的呢?Anglés-Alcázar 說，對于一些黑洞來說，這涉及到大量的氣體，相當(dāng)于十倍于太陽的質(zhì)量，或者在短短一年內(nèi)吞下更多的氣體。

他說：“當(dāng)超大質(zhì)量黑洞增長非?？鞎r，我們把它們稱為類星體(quasars)。它們的質(zhì)量可以達(dá)到太陽質(zhì)量的 10 億倍，并且可以超越銀河系中的其他一切。類星體的外觀取決于它們在每單位時間內(nèi)增加多少氣體。我們?nèi)绾卧O(shè)法讓這么多的氣體下降到銀河系的中心，并且足夠接近，使黑洞能夠抓住它并從那里成長?”

新的模擬為類星體的性質(zhì)提供了關(guān)鍵的見解，表明來自恒星的強(qiáng)大引力可以跨尺度地扭曲和破壞氣體的穩(wěn)定性，并驅(qū)動足夠的氣體涌入，在星系活動的高峰期為一個發(fā)光的類星體提供動力。

Anglés-Alcázar 表示：“我們的模擬包含了許多關(guān)鍵的物理過程，例如，氣體的流體動力學(xué)以及它如何在壓力力、重力和大質(zhì)量恒星的反饋影響下演變。強(qiáng)大的事件，如超新星，向周圍的介質(zhì)注入了大量的能量，這影響了星系的演變，所以我們需要納入所有這些細(xì)節(jié)和物理過程，以捕捉一個準(zhǔn)確的畫面”。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)家 大質(zhì)量黑洞 類星體 宇宙