我们银河系的超大质量黑洞“脾气真的很坏”。新的研究结果显示，银河系中两个最奇特、最巨大的结构可能是在我们银河系中心发生的一场长达10万年的爆炸中形成的。
这两个结构——以分别发现它们的望远镜命名为费米气泡和eROSITA气泡——横跨在银河系中心，形成一个巨大的沙漏形状。一组气泡在银河平面上方延伸超过2.5万光年，另一组则在银河平面下方延伸同样远的距离。
报道称，这两组气泡相互重叠，但它们似乎是由根本不同的物质构成的。费米气泡——其中充满了被称为宇宙射线的超高速粒子——只能被探测高能伽马射线的望远镜发现;而eROSITA气泡——充满了炽热气体——只能被X射线看见。科学家们对这些气泡的起源存在争议，但有一点是明确的：它们是很久以前在银河系中心附近一场古老而强大的爆炸的结果。
在3月7日发表在英国《自然·天文学》杂志上的一项新研究结果中，研究人员描述了他们如何模拟费米气泡和eROSITA气泡的爆炸历史，以确定它们究竟是在何处、何时以及如何形成的。利用发现这些神秘结构的伽马射线和X射线勘测数据，研究报告的作者们表示，这两组气泡很可能都是由我们银河系中心的超大质量黑洞在260万年前开始的一场长久爆炸创造的。
研究人员说，在数万年的时间里，数千个太阳大小的物质坠入黑洞，引发了这场爆炸，而爆炸使两股高能粒子喷流以接近光速的速度喷入太空，使巨大的气泡膨胀，并将附近的物质推向银河系的另一边。
报道称，如果研究团队的模型是准确的，那么它们表明，我们银河系中心的黑洞——尽管目前相对平静——曾经是一场激烈的能量风暴，对附近的物质有着强烈的渴望。
研究报告的第一作者、台湾“清华大学”助理教授杨湘怡说：“根据我们对费米/eROSITA气泡膨胀所需的喷流动力的估计，银河系黑洞的胃口非常好。从大约260万年前开始，它在10万年的时间里吞噬了大约相当于1000到1万个太阳质量的物质。”
2010年天文学家利用美国航空航天局(NASA)的费米伽马射线太空望远镜发现了费米气泡。10年后，另一个科学家团队在几乎同一位置发现了eROSITA X射线气泡。
报道介绍，科学家对这些庞然大物的存在提出两种貌似合理的解释：它们要么是由银河系中心附近一次威力极其强大的超新星爆炸形成的，要么是从银河系中心的超大质量黑洞人马座A*(质量约为400万个太阳)猛烈喷出的。
各种研究都试图证明一种解释或另一种解释，但这篇新论文是通过同时模拟费米气泡和eROSITA气泡的演化来提供一种解释的第一篇论文。
杨湘怡说：“我们的模拟是独一无二的，因为可以模拟高能粒子(产生伽马射线)与银河系中气体(产生X射线)之间的相互作用。”
报道称，研究团队以两大气泡的形状、大小和光谱(即它们发出的光的波长)为起点，估算了它们膨胀到目前的比例所需的能量。他们发现，唯一合理的解释是一场威力强大而又持久的黑洞爆炸，而仅仅一颗超新星是无法做到这一点的。
研究团队写到，这样的爆炸会使气泡逐渐膨胀。首先，需要大量的物质落入人马座A*。其中一些物质没有被完全吞噬，而是被导入速度极快的巨大喷流中，喷流让物质加速至接近光速并离开黑洞。(人们已经观察到这样的喷流从其他星系的黑洞中喷出。)
这些喷流像巨大的粒子加速器，把质子和中子变成高能宇宙射线，呼啸着穿过银河系。研究人员说，随着这些射线不断涌入太空，它们开始充满费米气泡。
此外，当费米气泡在银河系中高速膨胀时，它们把沿途遇到的周围气体推开，产生今天仍然可见的巨大冲击波。研究人员说，另一波加热的气体随着X射线辐射而发光——我们看到的就是eROSITA气泡，在费米气泡的边缘向外膨胀。
如果研究模型是准确的，它们不仅解释了银河系中两个最神秘结构的起源——还让科学家们近距离观察超大质量黑洞是如何塑造和改变周围星系的。
要揭开这个宇宙之谜，还需对这些气泡进行进一步研究。
