超大质量黑洞的尘土环可能在银河系的心脏中投射阴影

　　我们的天空最令人惊叹的景色发生在日落时，当阳光穿透云层时，形成了由云层的阴影和大气散射的光束形成的明暗光线的混合物。

　　研究附近的星系IC 5063天文学家们通过在图像采取类似的效果魅惑美国航空航天局的哈勃太空望远镜。在这种情况下，可以看到一束狭窄的明亮光线和暗影从活跃星系的炽烈明亮中心发出光束。

　　由天体物理学中心的彼得·马克西姆（Peter Maksym）领导的一组天文学家已查明光线回到星系的核心，有源超大的位置黑洞。黑洞是密集，紧凑的空间区域，在重力的拉动下吞下光和物质。怪物物体正在疯狂地喂食掉落的物料，并从附近的过热气体中产生强大的涌出光。

　　尽管研究人员已经为灯光秀开发出了一些合理的理论，但最吸引人的想法是，围绕黑洞的尘土飞扬的内筒形环或圆环正在将其阴影投射到太空中。

　　根据Maksym提出的方案，黑洞周围的尘埃盘不会阻挡所有光线。圆盘上的间隙允许光线发出，形成明亮的锥形光线，类似于有时在日落时看到的光线。但是，IC 5063中的射线发生的范围非常大，至少在36,000光年内发射。

　　某些光撞击环上的密集斑块，将环的阴影投射到太空中。这些阴影出现在散布着明亮光线的深色手指形状中。这些光束和阴影是可见的，因为黑洞及其环相对于银河系平面向侧面倾斜。这种对准使得光束可以延伸到银河系之外。

　　光和影的这种相互作用提供了对黑洞周围物质分布的独特见解。在某些区域，物质可能类似于散布的云。如果这种解释是正确的，则观察结果可能提供了对磁盘斑驳结构的间接探测。

　　Maksym说：“环面概念的阴影让我感到非常兴奋，因为它是一个非常酷的效果，尽管它是假设的，但我认为我们从未在图像中看到过。” “从科学上讲，它向我们展示了很难直接看到的东西。我们知道这种现象会发生，但是在这种情况下，我们可以看到整个银河系的影响。任何人想要了解超大质量黑洞的行为及其环境都会对环面的几何形状有更多的了解。随着星系的发展，它的中心是黑洞。”

　　研究圆环很重要，因为它会将材料集中到黑洞中。如果“阴影”的解释是准确的，则暗射线提供了间接证据，表明IC 5063中的磁盘可能非常薄，这解释了为什么光从结构周围泄漏出去。

　　NASA钱德拉X射线天文台观察到类似的黑洞，发现X射线从圆环的孔中泄漏出来，使结构看起来像瑞士奶酪。Maksym说，孔的产生可能是由于磁盘受到内力的作用而扭曲，从而导致磁盘翘曲。他补充说：“扭曲可能会为足够大的间隙提供足够的间隙，以使某些光线通过，并且随着圆环的旋转，光束会像穿过雾的灯塔光束一样扫过银河系。”

　　尽管天文学家已经研究了数十年的银河系，但还是由非科学家进行了令人惊讶的发现。朱迪·施密特（Judy Schmidt）是一位来自加利福尼亚州莫德斯托的艺术家和业余天文学家，她在2019年12月重新处理哈勃对银河系的曝光时发现了暗影。施密特通常会剔除哈勃影像档案，以进行有趣的观察，以便将其变成美丽的图像。她在Twitter提要上与许多关注者分享了这些图像，其中包括Maksym等天文学家。

　　施密特从档案中选择了哈勃对IC 5063的观测，因为她对具有活跃核心的星系感兴趣。圆锥形阴影在原始曝光中不明显，因此她很惊讶地在重新处理的图像中看到它们。她说：“我不知道他们在那儿，即使在处理完之后，我仍然眨着眼睛想知道自己是否正在看自己想看的东西。”

　　她立即将其图像发布到她的Twitter帐户。她解释说：“这是我从未见过的东西，尽管我强烈怀疑它们是阴影射线或云层射线，就像彼得所称的那样，但很容易让人想像力和一厢情愿的想法疯狂起来。”

　　这张图片促使她的天文学家追随者在热烈的Twitter讨论中展开讨论，其中包括Maksym，对射线的起源进行了辩论。马克西姆已经在分析哈勃拍摄的由银河系黑洞产生的喷射流的图像。因此，他带头研究了射线并撰写了科学论文。他的研究基于哈勃的广角相机3和高级测量相机在2019年3月和11月进行的近红外观测。红色和近红外光穿透尘土飞扬的星系，以揭示可能被尘埃包裹的细节。

　　没有哈勃的敏锐视野，这一发现是不可能的。这个星系也相对较近，距离地球只有1.56亿光年。“地面上来自望远镜的较旧图像可能显示出这种结构的迹象，但是星系本身是如此混乱，以至于您永远都不会想到没有哈勃望远镜，这是怎么回事。”马克西姆解释说。“哈勃望远镜具有清晰的图像，对微弱的事物敏感，并且具有足够大的视场以对整个星系成像。”

　　马克西姆希望继续他对银河系的研究，以确定他的情况是否正确。他说：“我们将继续进行调查，如果其他科学家也尝试用新的观察结果和模型来检验我们的结论，那将是很好的。”