在浩瀚的宇宙中,X射线如同探照灯,穿透气体与尘埃的迷雾,揭示出更多超大质量黑洞的存在。这些宇宙巨兽,质量相当于数百万甚至数十亿个太阳,正疯狂地吸积着周围的物质。
想象一下,如果人类的肉眼能够接收X射线光子,那么夜空将不再是宁静的黑暗,而是光点遍布的璀璨画卷。每一个光点,都可能是一个活跃的超大质量黑洞,它们以惊人的速度吞噬着周围的一切。
然而,科学家们的最新研究却揭示了一个令人惊讶的事实:宇宙中可能隐藏着比我们之前推测的更多的正在吸积的超大质量黑洞。一个科学团队经过观测发现,天文学家可能遗漏了30%到50%的这类黑洞。这些宇宙巨兽并没有躲藏在我们的日常生活中,而是潜伏在星际气体和尘埃之中,通过吸积这些物质不断成长。
研究团队的负责人、加州理工大学帕萨迪纳分校的研究员彼得·布尔曼表示,超大质量黑洞与其宿主星系的尺度对比,就像将一颗豌豆与地球相比。尽管它们的尺度差别极大,但处在吸积状态的超大质量黑洞仍可能对整个星系产生深远的影响。当这些黑洞快速吸积时,它们会向周围环境中喷射出速度约为1/3光速的物质喷流,这种天体物理喷流可以吹散宿主星系中恒星形成所需的气体和尘埃,从而压制甚至扼杀其中的恒星形成活动。
在这样的背景下,“遮蔽”现象成为了一个经常被忽视的问题。遮蔽指的是处在吸积状态的超大质量黑洞,即活动星系核,被其周围的气体和尘埃掩盖。这些黑洞的吸积和增长离不开周围的物质储备,这些物质可以形成一个近似“甜甜圈”的几何形状。根据这些物质相对于我们视线方向的取向,我们要么能看到正在吸积的极其明亮的中心天体,要么就会看到严重的遮蔽效应。
为了验证这一遮蔽效应导致的观测偏差,布尔曼和他的同事们使用了美国宇航局(NASA)的核光谱望远镜卫星(NuSTAR)的红外数据,开展了名为“利用核光谱望远镜对本地宇宙中活动星系核的氢柱密度普查”的研究。他们成功观测到了遮蔽超大质量黑洞的气体/尘埃云发出的红外光,首次对通过吸积周围物质而不断增长的超大质量黑洞进行了高精度的普查。
研究团队发现,实际上有更多的黑洞隐藏在显而易见的地方——藏在尘埃和气体之后,导致光学望远镜无法发现它们。这些黑洞虽然被遮蔽,但尘埃分子仍然会吸收来自吸积盘发射的光子,并在红外波段再次发射出来,从而暴露它们的存在。这一发现不仅有助于解释超大质量黑洞如何增长到现在的质量,还有助于我们更清晰地描绘星系演化的过程。
布尔曼表示,如果我们的眼睛能够探测X射线,那么天空将会布满光点,每一个光点都是一个正在吸积物质的超大质量黑洞。这一发现不仅改变了我们对宇宙的认知,还为我们提供了更多关于星系演化和超大质量黑洞增长机制的线索。