NASA在遥远星系核心有重大发现

　　NASA于5月7日发布了由詹姆斯‧韦伯太空望远镜所拍摄的一张令人叹为观止的新影像，画面中一个邻近的星系中心正爆发出耀眼的光芒，揭示了支撑这片广袤领域、在可见光光学观测中原本不可见的独特结构。

　　这个星系名为“梅西耶77”（Messier 77），又称“鱿鱼星系”（Squid Galaxy），位于鲸鱼座，距离地球约4,500万光年。与我们的银河系一样，它也是棒旋星系，但其中心亮度远远超过银河系，这是因为其中心是一个“活动星系核”（active galactic nucleus，AGN）——这个术语指的是一个正处于贪婪吞噬状态的超大质量黑洞。

　　活动星系核是宇宙中最明亮、最极端的天文现象之一。当一个星系中心的超大质量黑洞正在“疯狂吞噬物质”时，就会变成活动星系核。活动星系核的特征包括：极度明亮、能量跨越多种波段（X光、紫外线、可见光、红外线、射电）、中心有超大质量黑洞（通常是太阳质量的百万到数十亿倍）、吸积盘高速旋转、有时会喷出相对论喷流（接近光速的能量束）。

　　“鱿鱼星系”的这个黑洞的质量是太阳的八百万倍，正不断将周围物质拉向自己，这些物质开始时像水流入排水孔般围绕它打转，并在此过程中不断升温。这股热量极其强烈，而被吞噬的物质量又极为庞大，使得黑洞周围的吸积盘所释放的光芒甚至盖过了周围整个星系的亮度。

　　相较之下，我们银河系中心的超大质量黑洞——人马座A*——则远没有那么引人注目。虽然它同样被吸积盘所环绕，但它吞噬的物质不足以被视为“活动星系核”。

　　这张由韦伯望远镜的中红外线仪器（MIRI）拍摄的新影像，也揭示了在可见光波段中完全看不见的结构：鱿鱼星系的中央棒状（central bar）结构。这是一个明显呈直线状、布满恒星的区域，横贯于外侧螺旋臂之间。鱿鱼星系的棒状结构外围包围着一圈明亮的带状区域，称为“星暴环”（starburst ring），那里的恒星形成活动极为旺盛。

　　满足黑洞旺盛“食欲”与支撑旺盛的恒星形成活动的，是这个星系中丰富的气体与尘埃，而韦伯望远镜的中红外线仪器（MIRI）正能完美穿透这些物质进行观测。在星系明亮核心之外的、分布于整座星系的较低温尘埃颗粒，在影像中则被着上了蓝色。

　　影像中最引人瞩目的特征，是从星系中心爆发而出的明亮橙色线条。这些被称为“绕射尖峰”（diffraction spikes，也称衍射尖峰）——在日常天文爱好者中也常被直接称为“星芒”（即遥远亮点在望远镜结构下产生的十字或多角形光芒），是用于拍摄星系的镜头成像技术所产生的副作用——并不是真正存在的巨大星系辐射状结构。

　这张由韦伯太空望远镜拍摄的图片，展示了“梅西耶77”（Messier 77）星系，又称“鱿鱼星系”（Squid Galaxy）。该星系的活跃核心由一个超大质量黑洞驱动，其质量较太阳重800万倍。周围气体被吸入黑洞周围的紧密轨道，变得极度炽热并发出强烈辐射。韦伯望远镜的中红外仪器（MIRI）成功捕捉到这些惊人细节。(NASA)

　　因为鱿鱼星系在主要星系中距离我们相对较近——最邻近的是距离两百万光年的仙女座星系（尽管有一些较小的矮星系距离我们仅数万光年），而且因为我们能以“正面”角度观测它，因此它成为迄今研究最深入的宇宙天体之一。

　　但它仍然藏着一些谜团。例如，天文学家至今困惑于为何其中心的黑洞几乎不会发出伽马射线——而这通常是辨识这类宇宙天体的可靠特征——却反而释放出异常大量的“幽灵粒子”（ghost particles），即微中子。