這項(xiàng)研究為一個(gè)令人困擾的空間之謎提供了答案，并應(yīng)允許研究人員創(chuàng)建有關(guān)宇宙演變和黑洞如何發(fā)展的更精確的模型。它于7月15日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

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這篇論文的主要作者、達(dá)特茅斯學(xué)院的博士后研究助理Tonima Tasnim Ananna說(shuō)：“這些天體在半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)一直讓研究人員感到神秘。隨著時(shí)間的推移，我們對(duì)這些天體的物理學(xué)做出了許多假設(shè)?，F(xiàn)在我們知道，被遮蔽的黑洞的屬性與沒(méi)有那么嚴(yán)重隱藏的AGN的屬性明顯不同?！?/p>

超大質(zhì)量黑洞被認(rèn)為位于幾乎所有大型星系的中心，包括我們的銀河系。這些具有強(qiáng)大引力的天體吞噬著星系的氣體、塵埃和恒星，它們可以變得比小型星系更重。

幾十年來(lái)，天文學(xué)家一直對(duì)活躍星系核的光信號(hào)感興趣，這是一種超大質(zhì)量黑洞，正在“增殖”，或處于快速增長(zhǎng)階段。

從20世紀(jì)80年代末開始，天體物理學(xué)家意識(shí)到，來(lái)自太空的光信號(hào)，從無(wú)線電波長(zhǎng)到X射線，都可以歸因于活躍星系核。人們認(rèn)為，這些天體通常有一個(gè)甜甜圈狀的環(huán)，或者"環(huán)"，由氣體和塵埃圍繞著它們。與這些天體相關(guān)的不同亮度和顏色被認(rèn)為是觀察它們的角度造成的，這將影響到有多少環(huán)狀物遮擋了視野。

由此，關(guān)于AGN的統(tǒng)一理論成為普遍的觀點(diǎn)。該理論指導(dǎo)我們，如果一個(gè)黑洞是通過(guò)其環(huán)狀體被觀察到的，那么它應(yīng)該顯得很模糊。如果它被從環(huán)的下方或上方觀看，它應(yīng)該顯得很亮。然而，根據(jù)目前的研究，過(guò)去的研究太過(guò)依賴來(lái)自不那么遮蔽的天體的數(shù)據(jù)，并使研究結(jié)果出現(xiàn)偏差。

新研究的重點(diǎn)是黑洞對(duì)空間物質(zhì)的攝取速度，或其吸積率。研究發(fā)現(xiàn)，吸積率并不取決于黑洞的質(zhì)量，它的變化很大，取決于它被氣體和塵埃環(huán)遮擋的程度。

“這為黑洞周圍的環(huán)狀結(jié)構(gòu)并不都是一樣的這一觀點(diǎn)提供了支持，”物理學(xué)和天文學(xué)教授、該研究的共同作者Ryan Hickox說(shuō)。“結(jié)構(gòu)和它的生長(zhǎng)方式之間存在著一種關(guān)系?！?/p>

該結(jié)果顯示，一個(gè)AGN周圍的塵埃和氣體的數(shù)量與它的“進(jìn)食”程度直接相關(guān)，證實(shí)了不同的AGN群體之間存在著超越方位的差異。當(dāng)一個(gè)黑洞以高速度吸積時(shí)，能量會(huì)吹走灰塵和氣體。因此，它更有可能不受遮擋，顯得更加明亮。相反，一個(gè)不太活躍的AGN被一個(gè)更密集的環(huán)形體所包圍，顯得更暗。

Ananna說(shuō)：“在過(guò)去，不確定被遮蔽的AGN群體與更容易觀察到的、不被遮蔽的AGN群體有何不同?！边@項(xiàng)新研究明確顯示了這兩個(gè)群體之間的根本區(qū)別，這超出了觀察角度。

這項(xiàng)研究源于對(duì)美國(guó)宇航局的高能X射線望遠(yuǎn)鏡Swift-BAT探測(cè)到的附近AGNs進(jìn)行的長(zhǎng)達(dá)十年的分析。該望遠(yuǎn)鏡允許研究人員掃描本地宇宙，以探測(cè)被遮擋和未被遮擋的AGNs。

這項(xiàng)研究是一個(gè)國(guó)際科學(xué)合作的結(jié)果--BAT AGN光譜調(diào)查（BASS）--它已經(jīng)工作了十多年，收集和分析Swift BAT觀測(cè)的AGN的光學(xué)/紅外光譜。

Ananna說(shuō)：“我們以前從未有如此大的X射線探測(cè)到的被遮蔽的本地AGN的樣本。這對(duì)高能X射線望遠(yuǎn)鏡來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的勝利。”

這篇論文建立在研究小組以前分析AGN的研究基礎(chǔ)上。為了這項(xiàng)研究，Ananna開發(fā)了一種計(jì)算技術(shù)來(lái)評(píng)估遮蔽物質(zhì)對(duì)觀察到的黑洞屬性的影響，并分析了由更廣泛的研究小組使用這種技術(shù)收集的數(shù)據(jù)。

根據(jù)這篇論文，通過(guò)了解一個(gè)黑洞的質(zhì)量和它的“進(jìn)食”速度，研究人員可以確定大多數(shù)超大質(zhì)量黑洞何時(shí)經(jīng)歷了大部分的增長(zhǎng)，從而提供關(guān)于黑洞和宇宙演化的寶貴信息。

“我們領(lǐng)域中最大的問(wèn)題之一是超大質(zhì)量黑洞從何而來(lái)，”Hickox說(shuō)。“這項(xiàng)研究提供了一個(gè)關(guān)鍵的部分，可以幫助我們回答這個(gè)問(wèn)題，我期望它能成為這個(gè)研究學(xué)科的試金石參考。”

未來(lái)的研究可能包括專注于允許該團(tuán)隊(duì)在本地宇宙之外搜索的波長(zhǎng)。從近期來(lái)看，該團(tuán)隊(duì)希望了解是什么觸發(fā)了AGN進(jìn)入高吸積模式，以及快速吸積的AGN需要多長(zhǎng)時(shí)間才能從嚴(yán)重遮蔽過(guò)渡到不遮蔽。