巨型黑洞爆发引超强宇宙飓风 银河系被吹变形

我们银河系的中心是一个极端之地。“在银河系中，那里的恒星密度最高，恒星运动速度最快，气体储量最集中，磁场也最强。”美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的天文学家马克·莫里斯(Mark Morris)说。而潜伏在银河系正中心的，则是宇宙中最难以理解的天体——我们银河系自己的超大质量黑洞。

　　这个质量高达太阳400万倍的黑色巨兽，被称为人马A*(Sgr A*)，能够让恒星以每小时近2000万千米的速度绕着它疾驰。然而，这也是一头温顺的巨兽，只吞噬稀薄的星际气体当作零食。那些气体在葬身其腹之前，会释放出暗弱的射电辐射。

　　如今，它的“性格”即将发生改变。过去，人马A*产生过大规模爆发，把银河系塑造成了今天这个模样。2013年年底，一团被称为G2的气体云将靠近它的边缘，我们将首次目睹一个黑洞如何从沉睡中苏醒。对于是什么让一个星系的黑暗心脏开始跳动，我们将获得前所未有的认识。

　　研究银河系的中心并不容易。它发出的可见光在抵达地球之前，几乎就会被大量的尘埃吸收干净。如果阳光也会遭遇同样的消光，正午的太阳看上去就会比北极星还要黯淡，白昼的天空也会黑得深不可测。因此，为了能够看得清楚，我们必须求助于能够穿透那些尘埃的辐射——也就是射电波、红外线和X射线。

　　过去几十年来，工作在这些波段上的地面和空间望远镜所作的观测已经表明，放眼宇宙，人马A*其实没有特别突出的地方。它只比太阳明亮100倍，而区区一颗恒星，比如说猎户座中的参宿四，亮度就高达太阳的10万倍。还有一些黑洞重达太阳的数十亿倍，落向它们的气体会被加热而发出辐射，从而爆发成类星体。

　　类星体是宇宙中最明亮的天体，发现于1963年4月。然而，它们遥远的距离使得我们难以对其展开研究。美国西北大学的达里尔·哈格德(Daryl Haggard)说：“仔细研究我们银河系的中心，包括G2的遭遇，可能是我们详细了解这些现象的最佳机会。”

　　天文学家用来瞄准人马A*展开观测的设备，是美国宇航局(NASA)在2012年6月发射升空的核分光望远镜阵(NuSTAR)。它可以在最高能的X射线波段上细致地观测天空，这类辐射正是位于黑洞边缘的灼热气体会发射出来的。

　　2012年，NuSTAR探测到了来自人马A*的X射线爆发。这可能源自于绕着黑洞转动的气体内部贯穿的磁场：随着磁场缠绕得越来越紧，它们可能会突然“短路”，像太阳耀斑那样产生一道耀眼的闪光。又或者，磁场可能从气体盘中旋转着完全脱离出来，产生一道狭窄的能量喷流。许多类星体都“骄傲地”展现出长达数千光年的巨大能量喷流，人马A*的小规模爆发或许也会向我们展示这些喷流的形成过程。

　　这个银河系中央的恐怖的大质量黑洞，强大的引力统领着银河系千亿恒星的运行，现在科学家发现这颗黑洞出现了奇特的现象，产生了每小时200万英里(320万公里)的“气泡”，跨度达到5万光年，几乎横跨银河系中央，与银河系盘面相互垂直。

　　通过进一步的观测，位于巴尔的摩的太空望远镜研究所科学家安德鲁?福克斯认为该结构在5年前被发现，是银河系中央出现的强伽玛射线源，目前美国宇航局的科学家正在通过哈勃望远镜寻找被“吹出”星系的物质，这有可能确定其形成原因。

　　银河系中央超级气泡可能来源于200万年前的一次大爆发，科学家将其命名为费米气泡，的研究显示气泡中包含了硅、碳以及铝元素，这表明其中的物质可能来自质量较大的恒星，也可能是黑洞吞噬恒星后释放出的喷流。

　　目前，天文学家正在观测这次大爆发的余波，横跨银河系中央盘面上下大约5万光年，由于我们对其结构仍然不太明晰，因此科学家还无法了解其爆发的原因。

　　强大的伽玛射线释放让费米气泡变成巨大的宇宙“白炽灯”，暗示在银河系中央黑洞附近出现了惨烈的事件，一些科学家认为是黑洞吞噬了大质量恒星，而另一种理论则认为是暗物质粒子在银河系中央相互碰撞的结果。

　　科维理研究所博士后研究员米特里?马立森认为我们现有几个模型用来解释费米气泡，但没有一个模型是完美的，因此后续的观测还将进行，直到我们发现费米气泡的爆发机制。

　　科学家通过巡天观测初步确定了费米气泡的模样，酷似一个巨大的哑铃，伽玛射线巡天能够探测到从1至100亿电子伏特的伽玛射线释放。

　　虽然费米气泡的年龄可能在200万年，但是与银河系年龄比起来相去甚远，因此科学家认为这可能是一次短暂的能量释放，或许在银河系的历史上还出现过多次这样的事件。