新的模拟显示了星系如何喂养它们的超大质量黑洞

2022年1月5日整理发布：该模拟始于西北大学，首次详细展示了气体如何穿过宇宙一直流向超大质量黑洞的中心。虽然其他模拟模拟了黑洞的增长，但这是第一个强大的单一计算机模拟，足以全面解释影响超大质量黑洞演化的众多力量和因素。

模拟还提供了对类星体神秘性质的罕见洞察，类星体是令人难以置信的明亮、快速增长的黑洞。作为宇宙中最亮的一些天体，类星体通常甚至比整个星系都要亮。

“当气体落入超大质量黑洞并在此过程中被加热时，我们从遥远的类星体观察到的光被驱动，”该研究的资深作者之一、西北大学的克劳德-安德烈·福彻-吉盖尔说。“我们的模拟表明，星系结构，例如旋臂，使用引力来‘刹车’气体，否则这些气体将永远绕星系中心运行。这种破坏机制使气体能够转而落入黑洞和引力刹车，或者扭矩，足以解释我们观察到的类星体。”

Faucher-Giguèreis 是西北大学温伯格艺术与科学学院物理学和天文学副教授，也是天体物理学跨学科探索与研究中心 (CIERA) 的成员。Daniel Anglés-Alcázar 是康涅狄格大学的助理教授、Faucher-Giguère 小组的前 CIERA 研究员，是该论文的第一作者。

相当于数百万甚至数十亿个太阳的质量，超大质量黑洞可以在一年内吞下太阳质量的 10 倍。但是，虽然一些超大质量黑洞享受持续的食物供应，但其他黑洞却休眠了数百万年，只是在意外涌入的气体中突然苏醒。关于气体如何穿过宇宙以喂养超大质量黑洞的细节仍然是一个长期存在的问题。

为了解开这个谜团，研究小组开发了一种新的模拟，它将许多关键的物理过程——包括宇宙的膨胀和大规模的银河环境、重力气体流体动力学和来自大质量恒星的反馈——整合到一个模型中。

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