宇宙中最明亮的光有一些黑暗的起源

（神秘的地球uux.cn）据美国国家航空航天局宇宙网络团队：你知道天空中一些最亮的光源来自星系中心黑洞周围的区域吗？这听起来有点矛盾，但这是真的！在我们看来，它们可能并不明亮，但卫星已经在宇宙中发现了大量的它们。 

其中一颗卫星是美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜。自2008年发射以来，费米已经发现了数千个这样的星系，而且还有更多！

黑洞是空间中具有如此大引力的区域，以至于任何东西——无论是光、粒子还是非物质——都无法逃脱。大多数星系的中心都有超大质量黑洞，这些黑洞的质量是我们太阳的数十万到数十亿倍。在活动星系核（简称“AGN”，或简称“活动星系”）中，中心区域充满了不断向黑洞坠落的气体和尘埃。当气体和灰尘落下时，它们开始旋转并形成一个圆盘。由于摩擦力和其他作用力的作用，旋转的圆盘开始升温。

这张活动星系Markarian 573的合成图将美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台的X射线数据（蓝色）和新墨西哥州卡尔·G·扬斯基甚大阵列的射电观测（紫色）与哈勃太空望远镜的可见光图像（金色）相结合。Markarian 573是一个活跃的星系，有两个发射锥从其中心的超大质量黑洞流出。图像：uux.cn/X射线：NASA/CXC/SAO/A.Paggi等人；光学：NASA/STScI；电台：NSF/NRAO/VLA

圆盘的热量以光的形式发出，而不仅仅是我们用眼睛看到的波长。我们在整个电磁波谱中检测来自AGN的光，从更熟悉的无线电波和光波到更奇特的X射线和伽马射线，我们需要特殊的望远镜才能发现。

在一个活跃星系的中心，物质落入超大质量黑洞会产生接近光速的粒子射流，如这位艺术家的概念图所示。图像：uux.cn美国国家航空航天局/戈达德太空飞行中心概念图像实验室

大约十分之一的AGN发射出高能粒子射流，其速度几乎与光速一样快。科学家们正在研究这些喷流，试图了解黑洞如何以某种方式提供推动这些喷流中的粒子所需的能量。

这位艺术家的概念图展示了位于约5亿光年外的活动星系TXS 0128+554的两个视图。左：如果我们从同一角度观察，星系的中心喷流看起来就像它们一样。黑洞嵌入尘埃和气体盘中，发射出一对以接近光速飞行的粒子射流。科学家们认为，美国国家航空航天局费米伽马射线太空望远镜探测到的伽马射线（品红色）来自这些喷气式飞机的底部。当喷流与星系周围的物质碰撞时，它们会形成在无线电波波长（橙色）下看到的相同的波瓣。这些喷流经历了两次不同的活动，在波瓣和黑洞之间形成了间隙。右图：星系以实际方向出现，其喷流偏离我们的视线约50度。图像：uux.cn美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

我们区分一种AGN和另一种AGN的许多方式取决于从我们的角度来看它们是如何定位的。例如，在射电星系中，我们看到喷流从侧面向太空发射大量能量。然后是blazars，这是一种AGN，其喷流几乎直接指向地球，这使得AGN特别明亮。 

在这张来自美国国家航空航天局费米卫星上的大面积望远镜的图像中，可以看到2015年Blazar 3C 279的历史性伽马射线耀斑。在耀斑期间，耀变体的亮度超过了船帆座脉冲星，后者通常是伽马射线天空中最亮的物体。图像：uux.cn美国国家航空航天局/美国能源部/费米LAT合作

自2008年以来，费米一直在天空中寻找伽马射线源。它发现的一半以上的来源是blazars。伽马射线很有用，因为它们可以告诉我们很多关于粒子如何加速以及它们如何与环境相互作用的信息。

那么，我们为什么关心AGN呢？我们知道，在宇宙历史的早期就形成了一些AGN。凭借其巨大的力量，它们几乎肯定会影响宇宙随时间的变化。通过发现AGN是如何工作的，我们可以更好地理解宇宙是如何变成现在的样子的。