這項研究為一個令人困擾的空間之謎提供了答案，并應允許研究人員創(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《天體物理學雜志》上。

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這篇論文的主要作者、達特茅斯學院的博士后研究助理Tonima Tasnim Ananna說：“這些天體在半個多世紀以來一直讓研究人員感到神秘。隨著時間的推移，我們對這些天體的物理學做出了許多假設。現(xiàn)在我們知道，被遮蔽的黑洞的屬性與沒有那么嚴重隱藏的AGN的屬性明顯不同。”

超大質(zhì)量黑洞被認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，天文學家一直對活躍星系核的光信號感興趣，這是一種超大質(zhì)量黑洞，正在“增殖”，或處于快速增長階段。

從20世紀80年代末開始，天體物理學家意識到，來自太空的光信號，從無線電波長到X射線，都可以歸因于活躍星系核。人們認為，這些天體通常有一個甜甜圈狀的環(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。該理論指導我們，如果一個黑洞是通過其環(huán)狀體被觀察到的，那么它應該顯得很模糊。如果它被從環(huán)的下方或上方觀看，它應該顯得很亮。然而，根據(jù)目前的研究，過去的研究太過依賴來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。

新研究的重點是黑洞對空間物質(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提供了支持，”物理學和天文學教授、該研究的共同作者Ryan Hickox說。“結(jié)構(gòu)和它的生長方式之間存在著一種關(guān)系。”

該結(jié)果顯示，一個AGN周圍的塵埃和氣體的數(shù)量與它的“進食”程度直接相關(guān)，證實了不同的AGN群體之間存在著超越方位的差異。當一個黑洞以高速度吸積時，能量會吹走灰塵和氣體。因此，它更有可能不受遮擋，顯得更加明亮。相反，一個不太活躍的AGN被一個更密集的環(huán)形體所包圍，顯得更暗。

Ananna說：“在過去，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。”這項新研究明確顯示了這兩個群體之間的根本區(qū)別，這超出了觀察角度。

這項研究源于對美國宇航局的高能X射線望遠鏡Swift-BAT探測到的附近AGNs進行的長達十年的分析。該望遠鏡允許研究人員掃描本地宇宙，以探測被遮擋和未被遮擋的AGNs。

這項研究是一個國際科學合作的結(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觀測的AGN的光學/紅外光譜。

Ananna說：“我們以前從未有如此大的X射線探測到的被遮蔽的本地AGN的樣本。這對高能X射線望遠鏡來說是一個很大的勝利。”

這篇論文建立在研究小組以前分析AGN的研究基礎(chǔ)上。為了這項研究，Ananna開發(fā)了一種計算技術(shù)來評估遮蔽物質(zhì)對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，通過了解一個黑洞的質(zhì)量和它的“進食”速度，研究人員可以確定大多數(shù)超大質(zhì)量黑洞何時經(jīng)歷了大部分的增長，從而提供關(guān)于黑洞和宇宙演化的寶貴信息。

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

未來的研究可能包括專注于允許該團隊在本地宇宙之外搜索的波長。從近期來看，該團隊希望了解是什么觸發(fā)了AGN進入高吸積模式，以及快速吸積的AGN需要多長時間才能從嚴重遮蔽過渡到不遮蔽。