一幅超大质量黑洞喷射等离子体射流的插图（图片来源：Robert Lea（使用Canva制作））利用NASA的X射线探测器Swift与无线电观测相结合，天文学家观察到超大质量黑洞在一次重的宇宙大餐后打嗝射出无线电射流，时隔300天。研究小组还大致估计了这个进食中的宇宙巨头的质量，它位于英仙座星团的中心，这里是成千上万的星系的巨大集合。这个黑洞位于NGC 1275星系的中心，距离地球约225光年，是英仙座星团中最亮的星系。超大质量黑洞首先在X射线中爆发，这表明其吸积物质的速度有所增加。正在活跃进食的超大质量黑洞位于称为活动星系核（AGN）区域内，其巨大引力加热周围的物质，使其发出明亮的光。通过材料通往黑洞极地，这些排放被增强，形成强大的双流，每个强流在电磁波谱中尤其是在无线电波中发光。通过无线电波观测到来自NGC 1275中心的AGN的无线电射流对理解围绕着并进食黑洞的物质盘（称为吸积盘）与它所发射的射流之间的关系至关重要。这种所谓的盘-流耦合是更好地理解黑洞如何影响其所在星系中的恒星形成及星系增长的关键。进行这些观察可不是小事。观察X射线发射的理想探测器是钱德拉卫星，但它并不频繁观察NGC 1275，因此无法观察其长期行为。NASA的尼尔·格赫雷尔斯斯威夫特天文台虽然不如钱德拉强大，但自2004年发射以来，已收集了大量关于NGC 1275及其中央超大质量黑洞的数据。“很难看到这个AGN的内部区域，因为NGC 1275位于巨大的英仙座星系团的中心，这增加了我们的观察数据的额外光，”密歇根大学的团队负责人萨拉·凯彻姆告诉Space.com。“我们开发了一个模型，使我们能够从归档的Swift数据中去掉星团发射的光，通过这样做，我们能够看到自2007年到2025年NGC 1275中黑洞吸积气体所导致的X射线流量的变化。”凯彻姆补充说，Swift的能力对这一NGC 1275的研究至关重要，而这里也是研究盘-流耦合的理想实验室。“在其他AGN星系上已有研究显示气体吸积（在X射线光中追踪）与气体喷射（在无线电光中追踪）之间的耦合证据。但NGC 1275在大空间尺度上显示了黑洞喷流的影响，超过了任何其他系统，”这位密歇根大学研究员继续道。该黑洞没有吞噬一颗恒星 凯彻姆和同事们在2023年2月观察到了来自NGC 1275的最强X射线闪光。这次闪光持续不到60天，包含了两次5天的爆发，该事件导致NGC 1275中心的AGN的X射线亮度翻了一番。闪光如此极端，以至于团队不得不排除潮汐破坏事件（TDE）作为原因。这种事件发生在一颗不幸的恒星的轨道使其过于接近超大质量黑洞的巨大引力影响时。这种影响产生强烈的潮汐力，同时将这颗恒星压扁并挤压，从而“意大利面化”它，使黑洞能够“舔食”一些等离子体。“我们能够排除TDE作为原因，”凯彻姆说。“因此，闪光很可能是由于物质吸积到黑洞的速率激增导致的。”利用Swift的数据，团队能够推断出AGN发射辐射的半径。由于黑洞的大小与其质量直接相关，这意味着研究人员能够限制NGC 1275中心黑洞的质量。他们确定这个超大质量黑洞的质量在1亿到10亿倍太阳质量之间。团队随后将他们的数据与已知的无线电数据进行了比较，以更好地理解X射线发射与干扰NGC 1275气体的无线电射流之间的关系。通过钱德拉望远镜和VLT观察到的英仙座星团及其中心的超大质量黑洞（图像来源：X射线：NASA/CXC/SAO/V. Olivares等；光学/红外：DSS；H-alpha：CFHT/SITELLE；半人马星团：X射线：NASA/CXC/SAO/V. Olivaresi等）。凯彻姆补充说，她和同事们发现了大约300天的延迟证据，显示在X射线爆发和无线电波发射之间。这表明等离子体从喷流基部移动到遇到周围气体或尘埃时产生的结或冲击所需的时间。“这应当受到更进一步的测试。