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2022年1月底 ， 两位天文学家在顶尖科学期刊《自然》发表的论文中 ， 宣布他们发现矮星系Henize 2-10中的超大质量黑洞 ， 触发了一批新恒星的诞生 。可是 ， 我们印象中的黑洞不是会以极强的重力撕碎、吞噬周遭一切的吗？ 怎么这样毁灭性的天体 ， 居然还能诞生新的恒星？ 今天就让我们来一探究竟！
多数人对黑洞的印象 ， 大概是一个拥有强大重力、会撕碎与吞噬一切的纯黑球体 。由于连光也无法逃离它的魔爪 ， 因此黑洞总是隐身在宇宙黑暗的背景中难以观测 。 这样的图像虽然大致正确 ， 却不是事情的全貌 。黑洞确实会以它强大的重力吃进物质 ， 天文学家也确实相信茫茫星海中 ， 有许多难以观测的黑洞漫步其中 。但是被黑洞重力捕获的物质 ， 往往不会直直地朝黑洞落去 ， 而是会在黑洞周遭形成一个旋转的盘状构造 ， 称为吸积盘Accretion Disk 。
在吸积盘上 ， 物质之间不断的碰撞、摩擦、缓缓向黑洞靠近 ， 在过程中将重力位能转化为动能、热能、磁能等各式各样的能量形式 ， 并释放出横跨伽玛射线到无线电波的电磁辐射 。在许多系统中 ， 还可以观测到物质快速的从黑洞附近喷出 ， 通常速度较慢（约每秒数百至数千公里）者通常称为“外流 Outflow” ， 速度较快（接近光速）者则称为“喷流 Jet” 。
黑洞产生的辐射、喷流与外流 ， 不仅让我们能够用各式各样的观测手段去寻找和研究黑洞 ， 它们同时也会对黑洞所在的环境产生影响 。 尤其当身处星系中心、质量是太阳数百万倍以上的“超大质量黑洞 SMBH”们在大快朵颐周遭的气体时 ， 能够以太阳数百万倍、甚至数千亿倍以上的功率释放能量 ， 成为宇宙中最明亮的天体 。
如此庞大的能量 ， 足以影响整个星系乃至于星系团的演化 。它可能促进星系中恒星的形成 ， 为星系带来新生;或者是抑制星系中恒星的形成 ， 让星系变得死气沉沉 。另一方面 ， 星系中恒星的形成、超新星爆炸等其他现象 ， 也会决定有多少气体能够流到位于星系中心的黑洞上 ， 从而影响黑洞的成长 。 超大质量黑洞与星系之间互相影响、共同演化的机制 ， 统称为“活跃星系核回馈 AGN Feedback” ， 是当代天文物理非常重要的研究领域 。
过去 20 多年的无数理论与观测成果 ， 让天文学家相信活跃星系核反馈确实对星系的演化有重要的影响 。但是具体是怎么影响？ 影响多大？ 目前仍没有明确的结论 ， 甚至连直接的观测证据都十分稀少 。因此 ， 天文学家迫切的想要找到更多活跃星系核反馈的直接证据 ， 了解黑洞究竟是怎么与星系一同成长 。
在这个研究中 ， 天文学家锁定位在罗盘座（Pyxis）、距离地球约 3400 万光年的矮星系“Henize 2-10” 。过去其他天文学家以无线电与X射线观测的结果显示 ， 这个星系中心可能有一个正在进食的超大质量黑洞 ， 因此是寻找活跃星系核回馈证据的绝佳场所 。 为了得到高分辨率的影像 ， 天文学家使用哈伯太空望远镜仔细的研究星系中心的影像与光谱 ， 发现在星系的中心有一道长约 500 光年、由游离气体组成的纤维状结构 ， 源自星系中心的超大质量黑洞喷出的外流 。而黑洞东方（图中的左手边）约230光年外 ， 有一片正在形成许多新恒星的区域（称为恒星形成区） ， 与外流相连 。
天文学家仔细分析星系的光谱后 ， 认为黑洞的外流正是催生这片恒星形成区的幕后推手 。因为外流推挤、压缩了星系中的气体 ， 增加了气体的密度 ， 才进一步激发了这批新恒星的形成 。对研究黑洞与活跃星系核的天文学家来说 ， 这无疑是一次振奋人心的发现！
【毁灭与新生：超大质量黑洞触发的恒星形成】黑洞不只是能够吞噬一切的引力怪兽 。它在囫囵吞枣的过程中 ， 其实可以释放出巨大的能量 。尤其是位于星系中心的超大质量黑洞们 ， 它们产出的能量之庞大 ， 甚至能够影响整个星系的演化 ， 称为活跃星系核反馈 。但是怎么影响？ 影响多大？ 天文学家们仍在积极的研究 。 这次在Henize 2-10星系中观测到的黑洞外流与其激发的恒星形成 ， 是活跃星系核回馈相当重要的直接证据 。未来 ， 天文学家将继续在更多的星系中 ， 寻找黑洞与星系互动的蛛丝马迹 ， 直到揭开活跃星系核反馈的神秘面纱 。
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