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在电力能被我们所用之前,喷水的喷泉是通过重力作用产生的:水从一个更高的地方输送到更低的地方,到达后管道改变方向,向上喷射水。这便成为了一个人们可以观赏的中心装饰品。

在天空之中,一些酷炫的气态喷泉在星系团中心被发现了。阿贝尔2597星系团(Abell 2597)就有这么一个「喷泉」。在那里,天量规模的气体正在落向一个质量极大的黑洞。在这个过程中,引力和电磁力会形成一股合力使得绝大部分气体被喷射出去。这会形成一个气体环,这一过程已经持续了数以千万年。

科学家们使用了来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)、欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)的多单元光谱探测器(MUSE)和NASA的钱德拉X射线望远镜的数据。最后,他们发现了第一个清晰的证据,证明了气体会在巨型黑洞的作用下同时向内和向外进行运动。

较冷的气体向中心黑洞落去,就如同水进入了喷泉的水泵一样。一些向黑洞落去的气体(在图中为黄色部分)最终到达了黑洞的附近,在那里黑洞的引力使得气体以越来越高的速度旋转,同时气体被加热到数百万度的高温。这一旋转运动也产生了强大的电磁力,造成高速粒子流向星系外运动。

这些粒子流会推动大量在黑洞周围的热气体(在图中用紫色标出),产生从星系团中心向外延伸的巨大空洞。这些扩张的空洞也会与一团一团的暖气体和冷气体相互作用,带著它们远离黑洞,就如同多单元光谱探测器观测的数据(图中为红色)一样。

最终这些气体会慢下来,星系中央的物质产生的引力又会把这些气体拉向黑洞,从而再重复一遍整个过程。

质量为30亿太阳质量气体的大部分会被这个喷泉喷出,形成一种细丝状的星云,或者叫做宇宙「喷雾」,这一星云会向星系中延伸十万光年,直达星系最深处。

这些观测与理论预测一致,理论描述了物质落向黑洞是如何产生强大的粒子流的。如同阿贝尔 2957(Abell 2597)一样的星系团是宇宙中最大结构之一了,它们包含著数以千计的星系、热气体和暗物质。

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