（神秘的地球uux.cn）據美國宇航局（珍妮特·卡茲米爾恰克）：馬裏蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的研究人員發現了X射線活動，這揭示了星係的演化。
X射線勾勒出附近螺旋星係NGC 4945中巨大的冷氣體雲。大約500萬年前，中央超大質量黑洞爆發後，這種氣體似乎穿過了銀河係。
領導這項工作的戈達德天體物理學家金伯利·韋弗說:“科學界一直在爭論星係是如何演化的。”。“我們在幾乎所有銀河係大小的星係中心都發現了超大質量黑洞，一個懸而未決的問題是，與恒星形成的影響相比，它們的影響有多大。研究附近的星係，如NGC 4945，我們認為我們正處於過渡期，這有助於我們建立更好的恒星和黑洞如何產生星係變化的模型。”
1月11日，韋弗代表她的團隊在新奧爾良舉行的第243屆美國天文學會會議上公布了這些結果。《天體物理學雜誌》正在評論一篇關於這一發現的論文。這項工作之所以成為可能，要歸功於歐空局(歐洲航天局)的XMM-Newton衛星(X射線多鏡任務)在美國國家航空航天局錢德拉X射線天文台的幫助下收集的數據。

在這張由歐洲南方天文台位於智利的2.2米望遠鏡拍攝的可見光圖像中，活躍恒星形成的地點呈現出明亮的粉紅色。銀河係的活動核心大部分被塵埃雲所掩蓋。圖像：uux.cn/ESO
NGC 4945是一個活躍的星係，位於南半人馬座，距離我們大約1300萬光年。
一個活躍的星係有一個異常明亮和可變的中心，由超大質量黑洞提供動力，通過重力和摩擦力加熱周圍的氣體和塵埃盤。黑洞慢慢地消耗它周圍的物質，這在光盤發出的光中產生了隨機波動。和大多數活躍的星係一樣，NGC 4945的黑洞和圓盤被一種名為環麵的致密塵埃雲所覆蓋，阻擋了部分光線。
活躍星係的核心也可以驅動高速粒子射流，並產生含有氣體和塵埃的強風。
NGC 4945也是一個恒星暴增星係，這意味著它形成恒星的速度比我們的高得多。科學家估計它每年產生的質量相當於18顆像我們太陽一樣的恒星，或者是銀河係的近三倍。幾乎所有的恒星形成都集中在星係中心。一次恒星暴增事件會持續1000萬到1億年，隻有在製造新恒星的原材料耗盡時才會結束。

這個動畫在螺旋星係NGC 4945的兩個視圖之間切換。第一張是由XMM-Newton的藍色光學監視器拍攝的可見光圖像。重疊的是由望遠鏡的EPIC儀器觀測到的鐵K-α線的等高線圖。第二個視圖顯示輪廓的填充視圖，其中較亮的顏色表示X射線的濃度較高。圖像：uux.cn/Weaver等人2024，歐空局/XMM-Newton
美國國家航空航天局的XMM-Newton項目科學家韋弗和她的團隊用衛星觀察了NGC 4945。在他們的數據中，他們看到了科學家所說的鐵K-α線。當來自黑洞圓盤的高能X射線遇到其他地方的冷氣體時，就會出現這種特征。(這種氣體的溫度大約是零下400華氏度或零下200攝氏度。)鐵線在活躍的星係中很常見，但在這些觀測之前，科學家們以前認為它發生在更接近黑洞的尺度上。
“錢德拉繪製了其他星係的鐵K-α。在這一次，它幫助我們研究雲中的單個明亮X射線源，幫助我們排除除了黑洞以外的其他潛在來源，”合著者兼戈達德博士後研究員詹娜·坎說。“但是NGC 4945的譜線從它的中心延伸得如此之遠，以至於我們需要XMM-Newton的寬視野才能看到它的全部。"

觀看科學家如何在這個動畫中過濾出被稱為鐵K-α線的X射線信號的可能來源。第一張圖片顯示了XMM-Newton星係NGC 4945中觀測到的鐵線條輪廓。在第二張圖片中，研究小組使用來自錢德拉的數據過濾掉像雙星這樣的源。在最終的圖像中，他們移除了星係活動核中的X射線。鐵線仍然突出了星係中大量的冷氣體。圖像：uux.cn/Weaver等人2024，歐空局/XMM-Newton
因為從我們的角度來看，NGC 4945幾乎是傾斜的，XMM-Newton能夠繪製出它沿著星係平麵和在星係平麵上方的鐵線的範圍，分別追蹤到32，000光年和16，000光年——比以前觀察到的鐵線遠一個數量級。
科學小組認為這條線突出的冷氣體是大約500萬年前星係中央黑洞爆發的粒子噴流的遺跡。噴流很可能是以一定角度進入星係，而不是指向太空，驅動著一股超能力的風，這股風仍在推動冷氣體穿過星係。它甚至可能引發了當前的星爆事件。
韋弗和她的同事將繼續觀察NGC 4945，看看他們是否能發現黑洞影響星係演化的其他方式。目前突出顯示冷氣體的來自圓盤的X射線也可能開始驅散它。由於恒星需要這種氣體才能形成，科學家們也許能夠測量星係黑洞周圍的活動如何抑製其恒星暴增階段。
“有大量證據表明，黑洞在一些星係中發揮著重要作用，決定了它們的恒星形成曆史和命運，”合著者埃德蒙·霍奇斯-克盧克說，他是戈達德的天體物理學家。“我們研究了許多星係，比如NGC 4945，因為盡管黑洞之間的物理性質幾乎相同，但它們對星係的影響卻大相徑庭。XMM-Newton幫助我們發現了一個我們不知道要尋找的星係化石——但這可能隻是許多化石中的第一個。”
歐空局的XMM-Newton天文台於1999年12月在法屬圭亞那的庫魯發射升空。美國國家航空航天局資助了XMM-Newton儀器包的元件，並在戈達德提供了美國國家航空航天局客座觀測設施，支持美國天文學家使用該天文台。