在一個名為NGC 1068的星系的中心，一個超大質(zhì)量的黑洞隱藏在厚厚的甜甜圈狀的塵埃和氣體云中。當(dāng)天文學(xué)家使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)進行更詳細(xì)的研究時，他們意外地發(fā)現(xiàn)了一個現(xiàn)象，可以解釋為什么超大質(zhì)量黑洞在宇宙早期如此迅速地生長。

“由于ALMA的出色分辨率，我們測量了黑洞周圍內(nèi)部軌道中氣體的運動，”智利ALMA的國家射電天文臺(NRAO)的Violette Impellizzeri解釋說，他是第一作者在發(fā)表的論文上在天文學(xué)雜志上。“令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)有兩個氣體盤以相反的方向旋轉(zhuǎn)。”

宇宙年輕時就已經(jīng)存在超大質(zhì)量的黑洞，距大爆炸僅十億年。但是，這些極端物體的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的十億倍，卻又有時間在相對較短的時間內(nèi)生長，這是天文學(xué)家們面臨的一個懸而未決的問題。這一新的ALMA發(fā)現(xiàn)可能提供了線索。Impellizzeri說：“反向旋轉(zhuǎn)的氣流是不穩(wěn)定的，這意味著云朵落入黑洞的速度比它們在單個旋轉(zhuǎn)方向上的磁盤降落的速度更快。”“這可能是黑洞可以迅速成長的一種方式。”

NGC 1068(也稱為Messier 77)是一個螺旋星系，距地球約4700萬光年，位于Cetus星座方向。在它的中心是一個活躍的銀河核，這是一個超大質(zhì)量的黑洞，它從旋轉(zhuǎn)的薄薄的旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃盤(也稱為吸積盤)中主動提供能量。

ALMA先前的觀察發(fā)現(xiàn)，黑洞不僅吞噬了物質(zhì)，而且還以令人難以置信的高速噴出氣體-高達(dá)每秒500公里(每小時超過一百萬英里)。從吸積盤排出的這種氣體可能有助于從光學(xué)望遠(yuǎn)鏡中隱藏黑洞周圍的區(qū)域。

Impellizzeri和她的團隊利用ALMA出色的變焦鏡頭功能來觀察黑洞周圍的分子氣體。出乎意料的是，他們發(fā)現(xiàn)了兩個反向旋轉(zhuǎn)的氣體盤。內(nèi)盤跨度為2-4光年，并跟隨銀河系的旋轉(zhuǎn)，而外盤(也稱為環(huán)面)跨度為4-22光年，并以相反的方向旋轉(zhuǎn)。

Impellizzeri說：“我們沒想到會這樣，因為落入黑洞的氣體通常只會沿一個方向旋轉(zhuǎn)。”“某些事情一定會干擾流量，因為磁盤的一部分不可能完全靠自身開始向后旋轉(zhuǎn)。”

反向旋轉(zhuǎn)在空間中并非罕見現(xiàn)象。賓夕法尼亞大學(xué)劉易斯堡的巴克內(nèi)爾大學(xué)的合著者杰克·加里摩爾(Jack Gallimore)解釋說：“我們在銀河系中看到了它，通常距離銀河系中心數(shù)千光年。”“反向旋轉(zhuǎn)總是由兩個星系之間的碰撞或相互作用引起的。使這一結(jié)果引人注目的是，我們看到的范圍很小，只有數(shù)十光年，而不是來自中心黑洞的數(shù)千倍。”

天文學(xué)家認(rèn)為，NGC 1068中的逆流可能是由從主星系中掉出的氣體云引起的，或者是由捕獲在磁盤中的反向旋轉(zhuǎn)軌道上的一個小通過星系引起的。

此刻，外盤似乎處于圍繞內(nèi)盤的穩(wěn)定軌道中。“當(dāng)外盤開始掉落到內(nèi)盤上時，情況將發(fā)生變化，這種情況可能會在數(shù)個軌道或數(shù)十萬年之后發(fā)生。旋轉(zhuǎn)的氣流會碰撞并變得不穩(wěn)定，并且盤可能會在發(fā)光狀態(tài)下坍塌。分子氣體落入黑洞，我們感到非常遺憾。不幸的是，我們不會在那里目睹煙花爆竹，”加利摩爾說。