Superzware zwarte gaten in het heelal slikken gas om hen heen op. Het invallende gas wordt de accretiestroom van het zwarte gat genoemd. In een studie gepubliceerd in Natuurastronomie , de groep onder leiding van prof. YUAN Feng van het Shanghai Astronomical Observatory (SHAO) van de Chinese Academie van Wetenschappen, samen met de groep onder leiding van Prof. LI Zhiyuan aan de Nanjing University, vond direct bewijs voor het bestaan ​​van een energetische hete wind gelanceerd vanuit de hete accretiestroom op een zwak opgroeiend superzwaar zwart gat, een stap in de richting van het begrijpen van accretieprocessen rond zwart gat.

Er bestaat een superzwaar zwart gat in bijna elk sterrenstelsel in het universum. Het gas rond het zwarte gat zal worden geaccreteerd en een accretieschijf vormen. Sterke straling wordt uitgezonden door de accretieschijf, dat is de oorsprong van de straling in het eerste beeld van zwarte gaten dat mensen in 2019 hebben verkregen.

Afhankelijk van de gastemperatuur, zwart gat accretiestromen zijn verdeeld in twee soorten, namelijk koude en warme. Theoretische studies uitgevoerd door de SHAO-groep in de afgelopen tien jaar voorspelden dat er sterke wind moet bestaan ​​in hete accretiestromen die typisch actieve galactische kernen met een lage helderheid (LLAGN) voeden. Deze winden blijken ook een cruciale rol te spelen in de evolutie van sterrenstelsels, volgens de ultramoderne kosmologische simulatie Illustris-TNG. Echter, direct observationeel bewijs voor een dergelijke wind bleek moeilijk te verkrijgen.

De onderzoekers in deze studie vonden sterk observationeel bewijs voor een energetische uitstroom van M81*, een prototype LLAGN dat zich in het nabijgelegen massieve spiraalstelsel Messier 81 bevindt door een röntgenspectrum van hoge kwaliteit te analyseren. Het spectrum, die een ongeëvenaarde resolutie en gevoeligheid heeft, werd genomen door het Chandra X-ray Observatory in de jaren 2005-2006, maar bleef tot nu toe onontgonnen voor het windaspect.

De uitstroom van M81* wordt bewezen door een paar Fe XXVI Lyα-emissielijnen die quasi-symmetrisch rood- en blauwverschoven zijn met een totale gezichtslijnsnelheid van 2800 kilometer per seconde, en een hoge Fe XXVI Lyα-tot-Fe XXV Kα-lijnverhouding die een temperatuur van 140 miljoen Kelvin van het lijnemitterende plasma impliceert.

Om het plasma met hoge snelheid en hoge temperatuur te interpreteren, de onderzoekers voerden magnetohydrodynamische simulaties uit van de hete accretiestroom op M81* en produceerden een synthetisch röntgenspectrum van de wind die werd gelanceerd vanuit de hete accretiestroom zoals voorspeld door de numerieke simulaties. De voorspelde emissielijnen kwamen overeen met het Chandra-spectrum, bewijs leveren voor het bestaan ​​van een hete wind. De energie van deze wind bleek voldoende sterk te zijn om de nabije omgeving van M81* te beïnvloeden.

Deze studie onthulde de ontbrekende schakel tussen waarnemingen en de theorie van hete accretiestromen, evenals de nieuwste kosmologische simulaties met AGN-feedback.