天文学家描述了猛烈的黑洞爆发，为星系团的演化提供了新的见解

 
X射线发射团簇内部介质中的巨大空洞(由NASA的钱德拉X射线天文台观察为蓝色)已被黑洞爆发雕刻出来。 X射线数据叠加在哈勃太空望远镜的光学数据之上(红色/橙色)，在那里还可以看到可能藏有罪魁祸首超大质量黑洞的中央星系。图片来源：麻省理工学院数十亿年前，在一个距离很远(准确地说是150亿光年)的星系团的中心，一个黑洞喷出了等离子流。当等离子体从黑洞中冲出时，它推开了物质，形成了两个彼此成180度角的大空腔。用同样的方法，可以根据小行星撞击坑的大小来计算小行星撞击的能量。麻省理工学院卡夫里天体物理与空间研究所(MKI)的研究生Michael Calzadilla用这些洞的大小来计算小行星撞击的能量。黑洞爆发的力量。
在《天体物理学杂志快报》的最新论文中，卡尔扎迪拉及其合著者描述了星系团SPT-CLJ0528-5300或SPT-0528的爆发。将置换后的气体的体积和压力与两个型腔的使用年限结合起来，他们便能够计算出突出部分的总能量。在超过1054焦耳的能量(相当于约1038枚核弹)的力量下，这是遥远星系团中最强的爆发。该论文的共同作者包括MKI研究科学家Matthew Bayliss和物理学助理教授Michael McDonald。
宇宙中散布着星系团，成百上千的星系聚集着热气和暗物质。每个簇的中心都有一个黑洞，该黑洞要经过一段时间的喂食，然后从簇中吞噬血浆，随后爆发性爆发，一旦充满，它就会发射出等离子流。 Calzadilla谈到SPT-0528时说：“这是爆发阶段的极端情况。”即使爆发发生在数十亿年前，甚至在我们的太阳系尚未形成之前，银河系星团的光就一直沿着向绕地球轨道飞行的美国宇航局X射线发射观测站Chandra传播大约67亿年。
由于星系团充满气体，有关它们的早期理论预测，随着气体冷却，星团会形成较高的恒星形成率，这需要冷气体才能形成。但是，这些星团并不像预期的那样凉爽，因此，它们并没有以预期的速度产生新的恒星。某种原因阻止了气体完全冷却。罪魁祸首是超大质量的黑洞，其等离子爆发使星系团中的气体温度太高，无法快速形成恒星。
SPT-0528中记录的爆发具有另一个特点，使其不同于其他黑洞爆发。不必要的大。天文学家认为气体冷却和从黑洞释放热气体的过程是一个平衡点，该平衡点使星系团中的温度保持稳定(该星团的温度徘徊在1800万华氏度左右)。麦当劳说：“这就像一个恒温器。”但是，SPT-0528中的爆发并不平衡。
根据Calzadilla的说法，如果您观察一下气体冷却到黑洞中时释放的能量与爆发中所包含的能量的多少，那么爆发就大大超过了爆发。类似于麦当劳，SPT-0528的爆发是有故障的恒温器。麦克唐纳解释说：“就好像您将空气冷却了2度，而恒温器的响应就是将房间加热了100度。”
2019年初，麦当劳及其同事发表了一篇论文，研究了另一个星系团，该团团的行为与SPT-0528完全相反。该集群中被称为“凤凰城”的黑洞没有发生不必要的猛烈爆发，反而无法阻止天然气冷却。与所有其他已知星系团不同，凤凰城充满了年轻的恒星托儿所，这使其与大多数星系团区分开。
麦当劳谈到SPT-0528和凤凰城时说：“有了这两个星系团，我们实际上正在研究在两个极端情况下可能发生的边界。”他和Calzadilla还将表征更正常的星系团，以了解星系团在宇宙时间内的演化。为了探索这一点，卡尔扎迪拉(Calzadilla)描绘了100个星系团的特征。
之所以要对如此庞大的银河星团集合进行特征化，是因为每个望远镜图像都在特定的时间捕获星团，而它们的行为却是在宇宙时间内发生的。这些星团涵盖了一系列距离和年龄，使Calzadilla能够研究星团的性质如何随着宇宙时间而变化。 Calzadilla解释说：“这些时间尺度比人类的时间尺度或我们所能观察到的要大得多。”
该研究类似于古生物学家试图从稀疏的化石记录中重建动物进化的研究。但是，卡尔扎迪拉正在研究银河星团，而不是骨头，范围从一端爆发剧烈等离子体的SPT-0528到另一端迅速冷却的凤凰城。 “您正在及时查看不同的快照，” Calzadilla说。 “如果为每个快照建立足够大的样本，则可以了解星系团如何演化。”