環繞超大黑洞的旋轉氣雲首次現身

日本國立天文台天文學家今西昌俊所主導的研究團隊，利用位於智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡稱 ALMA），通過觀測螺旋星系M77的中心核，捕捉到了環繞超大黑洞的直徑約四十光年的「甜甜圈」狀分子氣體，並首次清晰地觀測到分子氣體以黑洞為中心旋轉的情形。

宇宙中幾乎所有星系中心都存在巨大的黑洞，這些超大黑洞的質量是太陽的數十倍至數億倍，與其所在星系整體的質量相關聯。科學家認為，超大黑洞與星系互相影響而共同進化。但是由於超大黑洞與其所在的星系整體相比規模極為微小，僅有百億分之一左右，對星系與超大黑洞如何相互影響尚無法得知。

星系與超大黑洞共同進化的關鍵是，正在吞噬大量物質成長中的超巨大黑洞。這種黑洞周圍降落下的物質引力能量轉化為光，稱為「活動星系核」（Active Galactic Nucleus，簡稱 AGN）。「活動星系核」發出非常強烈的光，不時噴射出高速氣流，因而對周圍星系環境產生巨大影響。「活動星系核」是解開星系與黑洞共同進化之謎的關鍵天體。但是由於我們所在的銀河系中心超大黑洞吸入的物質量非常少，且僅有微弱的活動，因此理解活動星系核的情景，需要高分辨率觀察其他星系的中心核。

很久以前就有科學家預言，「活動星系核」的活躍超大黑洞周圍存在環繞其運動的「甜甜圈」狀分子氣體，但迄今為止沒能通過直接觀察確認。此次，研究小組用阿爾瑪望遠鏡對螺旋星系M77的中心部位進行了詳細觀察。通過觀測，清晰地發現了圍繞超大黑洞半徑約七百光年的馬蹄形氣體雲，以及包圍巨大黑洞的半徑約二十光年的小型氣體雲。

【圖：日本國立天文台；文：節錄自科學網頁；新聞訊息由林景明提供】