一位艺术家对被称为M87*的超大质量黑洞附近地区的描绘。然而，这些黑洞周围翻滚的超高温气体范围远比这个可视化中看到的要远。两项新研究为我们提供了关于这些黑洞周围区域及其如何影响周围星系的新见解。图片来源：S. Dagnello（国家放射科学组织/美国观察学会/国家科学基金会）
芝加哥大学团队借XRISM卫星首次测定超大质量黑洞周围热气体的动能——揭示“眼中的风暴”
一、重大发现通过日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与NASA、欧盟空间署合作发射的XRISM太空望远镜（2023 年）获得的 X‑ray 数据，科学家首次直接测定了两座位于大质量星系团核心的超大质量黑洞所驱动的热气体的动能。
结果已在《Nature》与《The Astrophysical Journal》发表，被认为是对黑洞与其宿主星系互相作用最清晰的视角。
二、团队与背景主导机构：芝加哥大学（University of Chicago）。
主要作者：Annie Heinrich（研究生）、Hannah McCall（研究生）、Irina Zhuravleva（副教授）等。
数据来源：XRISM（X‑ray Imaging and Spectroscopy Mission），具备测量星系团内极热 X‑ray 气体运动与化学成分的独特能力。
三、XRISM的技术突破Annie Heinrich “首次我们能直接量化由黑洞引发的热气体动能，就像每座超大质量黑洞都坐落在‘自身风暴的眼中’。”
XRISM 通过测定气体中各元素的 X‑ray 光谱特征（原子指纹）来获取气体速度分布，能够清晰区分黑洞驱动的气体运动与其他宇宙过程（如星系团合并）产生的运动，过去这项工作几乎不可能完成。
四、关键研究星系团
研究重点
主要发现
视野星系团（Virgo Cluster）
以 M87* 为中心，近地球的星系团
观测到迄今为止最强的湍流，速度比星系团合并时的扰动更快。速度随距离黑洞增大而急剧下降，显示出漩涡与冲击波的组合。
珀西斯星系团（Perseus Cluster）
亮度最高的 X‑ray 星系团
在中心与合并链星系附近均可绘制气体运动图，清晰观察到黑洞驱动的速度提升与大尺度气流运动共存。
星系团（一般）
两座位于巨大星系团中心的超大质量黑洞
直接测定黑洞驱动的气体动能，为黑洞对星系演化的热影响提供量化依据。
五、科学意义观察到星系团中心星形成率低于预期的现象，提示黑洞热力学作用。
若气体运动动能完全转化为热量，可抵消过热冷却，抑制星形成，表明湍流是黑洞与环境能量交换不可或缺的组成部分。
Hannah McCall “我们正在逐步破解超大质量黑洞如何调控星形成的谜题。”
Irina Zhuravleva “从已获得的数据来看，我们正朝着解决这些宇宙谜题迈进。”
六、后续计划随着 XRISM 持续采集更多数据，研究者期望进一步阐明黑洞与星系之间的相互作用随时间的变化、能量注入的剧烈程度以及能量如何转化为热。
勇编撰自论文"Disentangling multiple gas kinematic drivers in the Perseus galaxy cluster".Nature.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。
