如果銀河系的黑洞爆發(fā)，會(huì)發(fā)生什么？這個(gè)遙遠(yuǎn)的星系描繪了一幅可怕的結(jié)局

“如果有一天類似的高能現(xiàn)象發(fā)生在我們的星系里，它將會(huì)對(duì)其中生存的寶貴的生物造成多么嚴(yán)重的后果？”

（圖解：一個(gè)超大質(zhì)量黑洞爆發(fā)出巨大的能量流，可能會(huì)摧毀其宿主星系中的生命。圖源：Robert Lea （與Canva共同創(chuàng)作））

天文學(xué)家檢測(cè)到了在遙遠(yuǎn)星系中的異常現(xiàn)象，這一現(xiàn)象預(yù)示著銀河系生命面臨著的可怕的未來(lái)。同時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)表明，我們的銀河系演化模型可能并不準(zhǔn)確。

天文學(xué)家探測(cè)到一個(gè)正在爆發(fā)的超大質(zhì)量黑洞，與我們的星系形狀相同的星系相比，它產(chǎn)生了史無(wú)前例的最大的噴流。相較于銀河系，這個(gè)星系還擁有更多的暗物質(zhì)，這似乎在暗示，活躍的黑洞與這些宇宙中最神秘的“物質(zhì)”的豐富度之間有著一定的聯(lián)系。

大質(zhì)量螺旋星系2MASX J23453268?0449256（J2345-0449）距離銀河系9.47億光年，它爆發(fā)的噴流大小達(dá)到銀河系的三倍，而它本身長(zhǎng)達(dá)600萬(wàn)光年。如果J2345-0449中的超大質(zhì)量黑洞（據(jù)估算，其質(zhì)量相當(dāng)于14億個(gè)太陽(yáng)）能夠如此劇烈地爆發(fā)，我們銀河系的超大質(zhì)量星系人馬座A*（Sgr A*）也會(huì)爆炸嗎？如果是這樣，這對(duì)銀河系中的生命意味著什么？雖然過(guò)去曾觀測(cè)到更大的噴流（最著名的是名為“斑巖”的噴流，其長(zhǎng)度為2300萬(wàn)光年），但這種巨大的噴流主要來(lái)自橢圓星系，而不是螺旋星系。

班加羅爾基督大學(xué)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Joydeep Bagchi在一份聲明中指出：“這一發(fā)現(xiàn)不僅僅是一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，它迫使我們重新思考星系是如何進(jìn)化的，超大質(zhì)量黑洞是如何在星系中生長(zhǎng)并塑造其環(huán)境的。如果一個(gè)螺旋星系不僅能在如此極端的條件下生存，還能茁壯成長(zhǎng)，那么對(duì)于像我們銀河系這樣的星系來(lái)說(shuō)，這預(yù)示著什么樣的未來(lái)？”

“如果有一天類似的高能現(xiàn)象發(fā)生在我們的星系里，它將會(huì)對(duì)其中生存的寶貴的生物造成多么嚴(yán)重的后果？”

【死亡螺旋星系？】

該團(tuán)隊(duì)使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡、巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）探測(cè)到了這一引人注目的射電噴流爆發(fā)。

此前，科學(xué)家們?cè)J(rèn)為，從螺旋星系中心的超級(jí)黑洞爆發(fā)出如此猛烈而巨大的射流，會(huì)破壞該星系的結(jié)構(gòu)，尤其會(huì)破壞星系的獨(dú)特的旋臂，螺旋星系的名稱也正是來(lái)源于這些旋臂。

然而，J2345-0449看起來(lái)異常地平靜，它保留住了它的形態(tài)，包括它的旋臂、明亮的恒星的“核棒”和恒星環(huán)?—盡管發(fā)生了螺旋星系中有史以來(lái)最猛烈的超大質(zhì)量黑洞爆發(fā)。

（圖解：由巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的J23453268?0449256。圖源：Bagchi和Ray等人/巨型米波射電望遠(yuǎn)鏡））

這還不是最奇怪的。這個(gè)遙遠(yuǎn)的星系還被一個(gè)巨大的氣體暈包圍著。在許多星系中，這種物質(zhì)會(huì)冷卻并凝結(jié)以產(chǎn)生新的恒星。然而，在J2345-0449中，中心黑洞就像一個(gè)宇宙熔爐，不斷加熱這個(gè)氣體暈，產(chǎn)生X射線輻射，并阻止它產(chǎn)生新的恒星。

宇宙射線、伽馬射線和X射線都與這個(gè)星系中心黑洞中出現(xiàn)的巨大噴流有關(guān)，威脅著J2345-0449中可能出現(xiàn)的任何生命。

【人馬座A*吞噬一顆恒星會(huì)怎樣？】

如上所述，J2345-0449和銀河系之間存在一些重大差異，與其遠(yuǎn)房表親相比，我們的星系只是三分之一大小。兩個(gè)星系中心的黑洞也存在不同，或者說(shuō)就是超大質(zhì)量黑洞的不同之處。J2345-0449中的超大質(zhì)量黑洞估計(jì)在2.5億到14億太陽(yáng)質(zhì)量之間（存在很大的不確定性，因?yàn)镴2345-0447缺乏中心凸起，使其黑洞的質(zhì)量難以測(cè)量），但Sgr a*要小得多，質(zhì)量約為430萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)。

（圖解：J2345-0449和我們的銀河系之間的大小比較（圖片來(lái)源：Bagchi和Ray等人/哈勃太空望遠(yuǎn)鏡））

J2345-0449的黑洞之所以如此動(dòng)蕩，是因?yàn)樗澙返赝淌芍谒車D(zhuǎn)的大量氣體和塵埃，形成了一個(gè)叫做吸積盤的扁平狀云。黑洞不會(huì)吞噬的物質(zhì)被引導(dǎo)到這個(gè)宇宙中的巨人星系的兩極，從那里以接近光速的速度被噴出，形成這些超乎尋常的雙噴流。

Sgr A*中目前沒(méi)有如此強(qiáng)大的噴流（關(guān)于它是否會(huì)產(chǎn)生噴流也存在爭(zhēng)議），因?yàn)樗⒉粫?huì)以太多的物質(zhì)為食。事實(shí)上，如果我們的中心超大質(zhì)量黑洞是一個(gè)人，它就好像每一百萬(wàn)年僅靠一粒米來(lái)維持生命一樣。

然而，如果Sgr A*鉤住一個(gè)大型氣體云或恒星并開始吞噬它，在很短的時(shí)間內(nèi)，現(xiàn)在的情況就可能會(huì)發(fā)生變化。這種情況被稱為潮汐瓦解事件（TDE），雖然我們?cè)谄渌窍抵锌吹竭^(guò)許多這樣的事件，但我們從未在Sgr A*觀測(cè)到過(guò)。

（圖解：潮汐瓦解事件的藝術(shù)想象圖。當(dāng)一顆恒星離超大質(zhì)量黑洞太近，導(dǎo)致大質(zhì)量噴流爆發(fā)時(shí)，就會(huì)發(fā)生潮汐瓦解事件。（圖源：All About Space雜志））

如果Sgr A*在TDE現(xiàn)象中撕裂一顆恒星，恒星的物質(zhì)將落在我們的黑洞周圍，形成吸積盤。而這將導(dǎo)致天體噴流的產(chǎn)生。

這種噴流造成的影響取決于它們的方向、強(qiáng)度和它們噴射出的能量。如果距離我們約27000光年的Sgr a*的噴流直指太陽(yáng)系，它將直接剝離行星的大氣層并破壞地球上生命的DNA。伴隨著這些噴流的輻射可能會(huì)增加物種突變率。如果地球受到這種噴流的直接撞擊，其中的高能粒子可能會(huì)降解我們的臭氧層，導(dǎo)致大量滅絕。

（圖解：現(xiàn)在看來(lái)很安靜，但如果事件視界望遠(yuǎn)鏡看到Sgr A*抓住一顆恒星作為零食，結(jié)果可能是災(zāi)難性的（圖源：EHT Collaboration））

即使這樣的噴流沒(méi)有朝向地球，它仍然可能在更大的尺度上對(duì)銀河系產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。如果噴流撞上星際介質(zhì)，即我們銀河系恒星之間的氣體和塵埃，那么它可以加熱恒星并限制恒星的形成，就像J2345-0449中所做的那樣。

這在銀河系中并不是前所未有的，科學(xué)家們認(rèn)為銀河系曾經(jīng)被巨大的射電噴流蹂躪過(guò)。然而，預(yù)測(cè)這種噴流是否以及何時(shí)會(huì)再次從Sgr A*噴發(fā)并不像搜集其歷史活動(dòng)的證據(jù)那么容易。而天文學(xué)家們熱衷于研究的圍繞J2345-0449的，還有另一個(gè)謎團(tuán)。

【暗物質(zhì)的聯(lián)系】

在研究J2345-0449的過(guò)程中，研究小組還發(fā)現(xiàn)，這個(gè)大小是銀河系的三倍的星系中，暗物質(zhì)似乎是我們銀河系的十倍。

暗物質(zhì)與組成恒星、行星、衛(wèi)星、我們的身體和我們周圍看得到的一切的普通物質(zhì)不同，我們實(shí)際上看不到暗物質(zhì)，因?yàn)樗慌c光相互作用。

然而，暗物質(zhì)確實(shí)會(huì)與引力相互作用，這對(duì)J2345-0449很關(guān)鍵。這個(gè)遙遠(yuǎn)的大質(zhì)量星系旋轉(zhuǎn)得如此之快，以至于需要大量的暗物質(zhì)來(lái)維持其結(jié)構(gòu)并防止其飛散。

這也是天文學(xué)家首次將星系的暗物質(zhì)含量、星系的結(jié)構(gòu)與其中心超大質(zhì)量黑洞的活動(dòng)聯(lián)系起來(lái)。

該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，進(jìn)一步建立這種聯(lián)系可能會(huì)開辟出一個(gè)全新的科學(xué)研究前沿。

同樣來(lái)自班加羅爾基督大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員Shankar Ray說(shuō)：“通過(guò)了解這些罕見(jiàn)的星系，我們可以對(duì)控制宇宙的看不見(jiàn)的力量有所了解，包括暗物質(zhì)的性質(zhì)、星系的長(zhǎng)期命運(yùn)和生命的起源。最終，這項(xiàng)研究也讓我們離揭開宇宙的奧秘又近了一步，并時(shí)刻提醒我們，宇宙仍然擁有許多超出我們想象的驚喜。”

該團(tuán)隊(duì)的研究于2025年3月20日發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上。

BY:Robert Lea

FY:Stella Zhang（張姝鈴）

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