Alma观察结果展示了围绕超大痉挛的黑洞的独特化学成分

图1。螺旋星系NGC 1097观察到欧洲南部天文台的光波长（左）的非常大的望远镜，与ALMA（右）观察到的中央2100轻的历年。ALMA观察结果揭示了中央黑洞周围的灰尘和环绕核星爆环的强烈排放。星形标志显示了近红外发射峰的位置，反映了星形形成活动，而中央加号显示过6厘米的波长的无线电发射的位置，这来自活性超大的黑洞。ALMA图像中的发光峰值位置与6cm发射的发射良好。这确保了ALMA检测中心黑洞附近的发射。

使用Atacama大型毫米/亚瑟姆阵列阵列，这支科学家团队捕获了在Galaxy NGC 1097中心的活性超大的黑洞周围的高密度分子气体的详细图像。

由Takuma Izumi领导的国际研究团队是东京大学的第二年硕士学位学生，东京教授Kotaro Kohno，成功地捕获了一系列活跃的超级分类周围的高密度分子气体的形象在最高敏感度的银河系中心的黑洞处于最高敏感性。观察结果表明，存在具有在黑洞周围增强氰化氢（HCN）的独特化学组合物，这将是由黑洞环境的高温加热引起的。预计这一新方法专注于唯一发现黑洞唯一发现的分子发射频率的差异可能为“寻找隐藏的黑洞”的方式，这是阴尘颗粒和光学不可见的方式。

研究背景

随着近期观测研究的进步，据揭示了许多星系在其中心含有超迹象的黑洞（* 1）。然而，现代天文学尚未发现这种大规模黑洞的形成过程。研究结果表明，超大分离的黑洞的质量与半乳扁（银河膨胀）的中心部分的质量大致成比例。这意味着较高的质量星系具有更高的质量黑洞。据认为，一枚银河隆起通过许多合并和碰撞与其他星系碰撞，这将使大量的星际材料（* 2）进入银河系，并进一步进一步进化黑洞的演变。为了调查星系和黑洞的“共群”，有必要研究所有年龄段的黑洞的质量以及流入黑洞的周围星际分子的运动学。然而，我们需要做的第一件事是通过观察确认银河系中的黑洞。

目前还在光/红外光谱中提出了许多类似的黑洞勘探方法，但是一个至关重要的问题是这些波长的排放被星际尘颗粒吸收，尽管更活跃的黑洞含有更多的灰尘颗粒。这意味着常规的探索方法在其演化过程的最活跃阶段期间难以找到一个黑洞。

研究组的目标是使用作为参考的各种分子/原子发射线来建立新的探索方法，该方法可以在毫米/亚颌下波长（* 3）中观察到。毫米/淹没波是观察星际分子或更具体地冷的高密度气体中最基本和最重要的波长，因此由于其不易受除尘的非常独特的特征，因此适用于银河系中心的观察。随着近年来星际化学模型研究的进步，假设每种银河状现象（例如超大分子黑洞，星形形成爆发等）对星际材料产生不同的影响。新方法的思想是在星际材料中观察到这些差异，作为识别相关银河系统的有用参考。

研究方法 - 高灵敏度，与ALMA的高空间分辨率观察

对于新方法的开发和验证，与遥控星系相比，选择可以在空间地解决和详细检查的附近的星系更好的是，其性质主要未知。因此，在致为NGC 1097的星系中，在毫米/亚米峰值波长（* 4）的亚氰化物（HCN），甲酰基离子（HCO +）和硫化氢（CS）的研究组靶向分子排放（* 4）（距离约5000万光年） ）与智利阿塔卡马沙漠中的阿尔玛望远镜。所观察到的分子发射线适合于观察像银中中心的高密度区域，并且NGC 1097是已经在前述研究中被证明在其中心具有活跃的超级分类黑洞的星系。

研究结果

尽管总共约2小时的观察结果相对较短，但在高分辨率为1.5弧度的高分辨率下获得了低噪声，高质量数据。图1和图2显示了观察到的半乳扁中心，分别具有2100个轻的年半径和在银河中心获得的光谱。

图2。用Alma观察到发射峰处的亚壳光谱。清楚地检测来自氰化氢（HCN），甲酰基离子（HCO +）和一氧化碳（CO）的排放，但未检测到硫化氢（CS）的发射。

在宽频范围内拍摄的光谱数据，我们可以获得各种分子线排放的强度比。该光谱数据表示HCN的强度显着高于HCO +和CS的强度。通过在较低频率（毫米波长）下超大性黑洞周围环境的观察研究报告了类似的现象。与毫米波长排放线相比，亚颌历被认为更适合于观察高温，高密度区域，即黑洞周围的环境。因此，这种观察结果，类似于前面研究的结果，证实了该研究方法的有效性。

图3显示了在其他星系中观察到的分子的强度比。尽管数据仅限于少量目标对象，但是图3显示了HCN / HCO +和HCN / CS的比率在具有更高的状态下具有超迹黑洞的星系中的星系。该数据可用于识别银河系中心正在发生什么样的现象。

图3。基于分子排放比的能源图。红点显示了由超迹象的黑洞提供动力的活动星系，蓝点显示恒星星系，绿点代表着发光红外星系。具有主动黑洞的星系位于该图中的右上角。

新的识别方法基于亚倍数钟波长的分子线发射。尽管由于宇宙的膨胀而更远的物体的发射频率变得更低，但是Alma望远镜被设计成在该时间观察到的频率范围的频率范围内接收毫米波，这意味着该识别方法可以应用于对象甚至10亿光年，当时在遥远星系的研究中存在戏剧性的进展，即使是Alma Era的能力观察方法。

此外，我们通过详细分析检查了观察到的分子线的理化性质，例如发射区域的温度，密度和化学组成。分析结果显示这些分子线从高温（数百），高密度（约一万次氢分子为每立方厘米）区域，其中主动产生HCN分子。这结果被认为反映了超大分离的黑洞的效果，因为在一般明星形成活动中，不可能在几百个轻岁的光期内保持这种高温状态。NGC 1097的观察数据强烈表示冲击波加热的可能影响，该射流从黑洞中喷射。近期对高温环境下大量的HCN分子产生模型也被最近的术语化学研究假设了。该研究表明，Alma望远镜具有革命性分辨率和敏感性的直接比较是可能的。

图4。艺术家对NGC 1097的中心部分的印象。强大的双极射流从超迹黑洞散发出来。周围的分子气体通过射流诱导的冲击波加热，并且在温热气体中产生大量的HCN分子。

未来的预期

该研究表明，NGC 1097的中心含有高温气体，该气体将与存在超迹线孔的存在有关，并且高温气体诱导产生HCN分子的产生。研究组专注于这一结果，通过观察亚丘波波长的分子线观察，开发了一种新的黑洞的探索方法。在未来，研究小组将通过增加目标物体的数量和与Alma的高密度 - 气体进一步详细观察，旨在探讨在分子云中深入的黑洞的神秘演变过程的验证。光学/红外观察不能达到。

笔记

（* 1）超迹黑洞有数百万到几亿太阳能群众。

（* 2）外太空不是完美的真空。它充满了常规称为星际材料的气体和灰尘，这是黑洞和星形形成活动的“燃料”，作为宇宙的重要组成部分。

（* 3）毫米和亚颌胶波是电磁波，其波长分别为几毫米和0.1至1mm。

（* 4）分子旋转被量子力学描述为离散能级。当分子从一定旋转状态转移到另一个旋转状态时，它发出或吸收具有能量等同于两个状态之间的能量差异的电磁波。由于在与每个分子对应的不同频率的不同频率的电磁谱中大多观察到旋转转变，因此它能够识别观察到的光谱的频率中存在的分子。

出版物：Subsilimeter Alma在NGC 1097的低亮度1型活性核中的致密气体观察。T.Izumi，K.Kohno，S. Martin，D.Espada，Y.Tamura，M.T.Cran，A. Doi，K.Fathi，N. Harada，P.-Y。 Hsieh，M. Imanishi，M.Krips，AA Lundgren，S. Matsushita，DS Meier，N.Nakai，T.Nakajima，MW Regan，E.Schinnerer，K.Sheth，S. Tanano，A. Taniguchi，Y. Terashima ，t. tosaki和t. wiklind。公布。阿斯特隆SOC。日本65,100 [26页]（2013）

研究报告的PDF副本：Subsilimeter Alma对NGC 1097的低亮度1型活性核中的致密气体的观察

图片：ESO，ALMA（ESO / Naoj / Nrao），T.Izumi; T. Izumi;东京大学