天文觀測發現，黑洞所發動的噴流最終亦可造就恆星形成的燃料。ALMA揭露超大質量黑洞和宿主星系間令人驚奇的關聯。

原新聞連結: http://www.almaobservatory.org/en/press-room/press-releases/1119-black-hole-powered-jets-forge-fuel-for-star-formation

黑洞所噴發出的強力電波噴流，在星系中通常扮演著壓抑恆星形成的角色，不過有時似不盡然。天文學家發現在「銀暈」中（星系外圍的空間），強大電波噴流也可刺激冷氣體（約攝氏零下263度）形成。2017年ALMA望遠鏡取得新發現論文指出，已確認了低溫緻密氣體與強大電波噴流之間的連結，這些低溫緻密氣體最後可做產生新一代恆星的燃料之用，又或者是回頭成為餵養黑洞的食物。

研究員的目標，指向的是鳳凰座星系團，距離地球57億光年。星系團核心有一星系之恆星誕生率特別高。該星系中心，又有個超大黑洞，正在吞食恆星形成氣體，因為吞食動作劇烈，產生雙極噴流，由大質量黑洞把它強力向外噴發至星系際空間中，天文學家把這類由黑洞供應著強烈能量的系統通稱為活躍星系核(AGN)。

稍早NASA錢卓X射線太空望遠鏡所取得研究結果已顯示，在該星系的AGN噴流中，產生兩瓣對稱而巨大、由高熱電漿（溫度約一千萬度）組成的「電波泡泡」，如下圖

氣體冷卻凝結是恆星得以形成的重要步驟。在這泡泡區域中的種種條件，應該讓氣體不太可能進入冷卻凝結階段。

但是，最新ALMA觀測發現，細絲狀低溫分子氣體正在電波泡泡的邊緣凝結。此絲狀結構自AGN雙極的兩頭向外延伸達8萬2千光年。加總起來，其中所含物質大約夠形成100億個太陽。

最新ALMA觀測發現細絲狀低溫分子氣體正在電波泡泡的邊緣凝結。此絲狀結構自AGN雙極的兩頭向外延伸達8萬2千光年。加總起來，其中所含物質大約夠形成100億個太陽。

因此，研究者從這張ALMA新圖片中看到在「黑洞吹出的電波泡泡」和「星系未來成長所需燃料」此兩者間的直接關聯。對於想了解黑洞對星系中恆星形成的調節作用，以及星系有什麼途徑為活躍黑洞獲取額外食物等研究領域，這項研究提供出新觀點。論文第一作者Helen Russel來自英國劍橋大學，研究成果將在ApJ發表。

AGN和星系成長的關聯

另外，這個觀測還讓我們看到另一面前所未見的，有助於更了解AGN和冷分子雲間的關聯。論文共同作者，麻省理工學院的McDonald表示，黑洞要產生強大噴流必須消耗的物質，那和形成新恆星需要的物質是一樣的，這物質給了黑洞噴流能量去擾動鄰近區域，也慢慢扼抑恆星形成，意思是，黑洞應該會幫宿主星系的成長踩煞車。

當看不到明顯熱源出現時，多數大質量星系應該會以極高速製造新恆星，速度遠超過實際觀測所見。天文學家本來相信，這些以「噴流」和「輻射」等形式存在並由狂吃不已的超大黑洞提供的高熱，會阻礙到星系團熱氣體的冷卻，結果壓抑恆星形成。

事實上，故事並非如此簡單。

在這個星系團裡，另外還有一道過程，把星系和其中心黑洞的命運共繫在一條繩子上──電波噴流既加熱星系團核心高熱大氣，同時，它似乎也刺激了能維持AGN等級黑洞所需的冷氣體產生。

上述這一點，正是該項新研究所得令人最為訝異的結果。加拿大華特盧大學的McNamara表示，超大黑洞靠吹泡泡和加熱周邊氣體調節著星系成長。然而很明顯的，黑洞也讓大量氣體降溫，足夠黑洞自己吃飽。

此項結果有助了解所謂宇宙"恆溫器"，在控制超大質量黑洞噴發的電波噴流上，恆溫作用如何發揮。

第一作者Russel認為這發現另有一項意義是，可解釋宇宙歷史過去60億年中，大部分超大質量黑洞如何能壓抑勢不可擋的恆星暴增，又調節宿主星系的成長。

黃珞文譯，周美吟博士校