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由牛津大学领导并在加那利天体研究所(IAC)的参与下 ， 研究团队利用詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)中红外仪器(MIRI)的光谱数据 ， 发现了宇宙黑洞附近存在着极为特殊的物质 ， 经研究后惊奇地发现 ， 在黑洞附近发光的星系区域中 ， 存在着一种被称为多环芳烃(PAHs)的微小尘埃分子 。
【韦伯望远镜在黑洞附近发现奇怪现象，科学家研究后发现了有机分子】
观察星系最内部区域的PAH分子 ， 是研究中心黑洞对宿主星系演化影响的最佳方法之一 。 活跃星系中心的密集气体和尘埃云吸收了大部分可见光 ， 因此在可见光范围内研究新恒星的形成具有很大的局限性 ， 但是 ， 红外线并不会受到宇宙空间中微小灰尘的影响 ， 可以更清晰地看到星系发光的中心区域 。
尖端仪器
“JWSTMIRI为我们提供了一个绝佳的机会 ， 以一种迄今为止不可能的方式观察星系 ， ”领导这项研究并在牛津大学攻读博士学位的一位研究员解释说 。 “PAH分子特别有趣 ， 因为它们在太空中含量丰富 ， 是宇宙中分布最广的有机分子之一 。 它们被认为是益生元化合物的重要组成部分 ， 可能对生命的起源发挥关键作用 。 ”
多环芳烃也是重要的天文工具 。 当它们被恒星照亮时 ， 它们会在红外线中产生极其明亮的发射带 ， 使天文学家不仅可以追踪到恒星的形成活动 ， 还可以将它们用作星际介质中局部物理条件的敏感“晴雨表” 。 因此 ， 它们是研究星系如何形成和演化的关键 。
该研究小组使用韦伯望远镜的尖端仪器 ， 首次表征了三个发光活跃星系核区域的PAH特性 。 为此 ， 他们将观察结果与这些分子的理论预测进行了比较 。 PAH模型由牛津大学的若干物理化学小组共同开发 。
之前的太空观测和研究工作 ， 预测了活跃星系中多环芳烃分子的破坏 ， 但此次研究令人惊讶的是 ， 多环芳烃分子实际上可以在黑洞附近生存——即使是高能光子可能将它们撕裂的地方 。 可以解释这一点的一个原因 ， 可能是分子受到核心区域中大量分子气体的保护 。
关于活跃星系内部区域的新数据
“我们期待确认黑洞的存在确实会影响PAH分子的特性 ， 但我们很高兴地发现PAH分子即使在这些极其恶劣的条件下也能存活 ， ”参与研究的科学家解释道 。 这项研究引起了更广泛的天文学界的极大兴趣 ， 特别是对于从行星和恒星的形成、到最遥远和最微弱的星系进行研究的团队 。
这项工作证实 ， 超大质量黑洞对PAH分子有重大影响 ， 这严重限制了PAH分子在探测活跃星系产生新恒星的速度方面的使用 ， 特别是 ， 在靠近中心黑洞的地方 ， 这些分子的性质与离活动星系核更远的地方存在很大不同 ， 这种影响更加强烈 。
在该项目研究中 ， 获得有关PAH分子的可靠知识是关键 ， 特别是对于富含气体和灰尘的环境 ， 在这些环境中 ， 由于存在高度“模糊” ， 传统探测和研究通常会失败 。 此次科学家利用韦伯望远镜的发现和初步研究结果 ， 则打破了以往传统研究的弊端 。 后续 ， 研究更多的星系来研究具有代表性的活跃星系群则是科学家们的重点攻克方向 。
可以想象 ， 在未来多国共同参与的有关银河系的活动、环面和外流调查等相关研究中 ， 将会继续应用这一方法 ， 这对于运用这些有机分子用于研究活跃星系中的恒星形成、如何依赖中心恐怖的黑洞进行运行等 ， 均具有很大的借鉴和参考意义 。
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