SOFIA在高能活跃黑洞周围发现了低温尘埃

　　这幅艺术插图表现了浓厚的尘埃环将发生在一个活动星系核的特大质量黑洞附近的高能过程遮蔽起来的景象。SOFIA的研究表明，尘埃的分布范围比先前设想的要小30％。
　　来源：NASA/SOFIA/Lynette Cook
　　德克萨斯大学圣安东尼奥分校的研究人员利用来自NASA的索菲亚平流层红外天文台(Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ，简称SOFIA)的观测结果，发现包围在活跃而贪婪的黑洞周围的尘埃密度比先前设想的高得多。
　　大部分（如果不是全部）大型星系在其中心处都有一颗超大质量黑洞，其中大多数黑洞都比较安静，并不活跃，就像我们银河系中心的黑洞一样。然而，也有一些超大质量黑洞正在消耗大量被其吸入其中的物质，从而导致大量的能量释放。这些活跃的黑洞被称为活动星系核。
　　先前的研究表明，所有活动星系核本质上具有相同的结构。模型表明，活动星系核拥有一个甜甜圈形的尘埃结构环绕着超大质量黑洞，这种结构被称为环面。通过使用SOFIA望远镜的暗天体红外相机FORCAST，该团队观测到距地球1亿光年以上的活动星系核中的11个超大质量黑洞周围的红外辐射，并确定每个环面的大小、不透明度和尘埃分布。
　　在《皇家天文学会月刊》上发表的一篇论文中，研究小组报告，环的体积比预期的要小30%，并且红外辐射的峰值位于比之前估计的更长的波长上。这意味着遮蔽中央黑洞的尘埃密度比先前设想的更高。
　　他们还指出，活动星系核辐射出的大部分能量都处在无法从地面上观测到的波长，这是由于这些能量被地球大气中的水蒸气所吸收而造成的。SOFIA的飞行高度高于地球上99%的水蒸气所处的位置，这使得研究小组能够通过远红外波长的观测描述环形尘埃结构的特性。
　　德克萨斯大学圣安东尼奥分校的研究生、论文的第一作者Lindsay Fuller说:“使用SOFIA，我们能够获得在这些波长上空间分辨率尽可能高的观测，让我们能够在活动星系核尘埃环的特征上做出新的发现。”
　　为了确定观测到的辐射是否全都来自于环面，或者是否有其他的成分增加了活动星系核的总辐射，进一步的观测是必要的。该项目的负责人、来自SOFIA科学中心的大学空间研究协会的科学家Enrique Lopez-Rodriguez说:“接下来，我们的目标是使用SOFIA在更长的波长上来观察一个更大的活动星系核样本。这将使我们对活动星系核周围尘埃环境的物理结构施加更严格的限制。”
　　SOFIA是一架改装过的波音747SP喷气客机，它携带一台100英寸直径的望远镜。这是NASA和德国航天中心（DLR）的联合项目。位于加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心（NASA’s Ames Research Center）管理着SOFIA的计划、科学和任务运作，与总部位于马里兰州的哥伦比亚市的大学空间研究协会以及在斯图加特大学（University of Stuttgart）的德国SOFIA研究所(DSI)合作。这架飞机的基地是位于加利福尼亚州帕姆代尔（Palmdale）的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心的703号机库。