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这张合成图像显示了螺旋星系ngc4151的中心区域。在中间，钱德拉x射线天文台的x射线(蓝色)与光学数据(黄色)结合在一起，显示了加那利群岛拉帕尔马上1米雅各布·卡普泰恩望远镜观测到的带正电的氢。中间的红色部分表示中性氢，这是由位于新墨西哥州的美国国家科学基金会的甚大阵列通过无线电观测探测到的。资料来源:x射线，NASA/CXC/CfA/J。Wang等;光学，艾萨克·牛顿望远镜组，拉帕尔马/雅各布·卡普廷望远镜;收音机,NSF / NRAO VLA

XRISM任务揭示了关键数据关于星系ngc4151中心的超大质量黑洞，增强了对黑洞环境的理解nment交互。

日本主导的XRISM (x射线成像和光谱任务)在2月份开始科学运作后，研究了NGC 4151星系中心的巨型黑洞。

“XRISM的Resolve仪器捕获了黑洞周围区域的详细光谱，”美国宇航局在马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责该任务的项目科学家布莱恩威廉姆斯说。“峰值和低谷就像化学指纹，可以告诉我们存在什么元素，并揭示物质接近黑洞时命运的线索。”

XRISM(发音为“危机”)由JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)与NASA合作领导，并得到ESA(欧洲航天局)的贡献。它于2023年9月6日发射。NASA和JAXA开发了Resolve，这是该任务的微热量计光谱仪。

XRISM (x射线成像和光谱任务)上的Resolve仪器捕获了NGC 4151星系中心的数据，那里有一个超大质量黑洞正在缓慢地消耗周围吸积盘的物质。由此产生的光谱显示，在6.5 keV左右的峰值和7 keV左右的低谷中存在铁，这些光的能量是我们肉眼所能看到的光的数千倍。背景:由x射线、光学和射电光线组合而成的NGC 4151图像。资料来源:光谱:JAXA/NASA/XRISM Resolve。背景:x射线，NASA/CXC/CfA/J。Wang等;光学，艾萨克·牛顿望远镜组，拉帕尔马/雅各布·卡普廷望远镜;收音机,NSF / NRAO VLA

NGC 4151:一个拥有超大质量黑洞的螺旋星系

ngc4151是一个螺旋星系，距离我们大约4300万光年，位于北天琴座。其中心的超大质量黑洞的质量是太阳的2000多万倍。

这个星系也很活跃，这意味着它的中心异常明亮和多变。向黑洞旋转的气体和尘埃在黑洞周围形成了一个吸积盘，并通过引力和摩擦力加热，产生了变异性。黑洞边缘的一些物质形成了双粒子射流，以接近光速的速度从盘的两侧喷射出来。在吸积盘周围环绕着一团甜甜圈形状的物质云，称为环面。

这个艺术家的概念图显示了XRISM在NGC 4151的x射线光谱中揭示的铁的可能位置。科学家们认为，发射x射线的铁位于靠近黑洞的热吸积盘中。吸收x射线的铁可能在更远的地方，在一个被称为环面的较冷的物质云中。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心概念图像实验室

ngc4151的独特之处

事实上，ngc4151是离我们最近的活跃星系之一。其他任务，包括美国宇航局的钱德拉x射线天文台和哈勃太空望远镜，已经对它进行了研究，以了解更多关于黑洞与其周围环境之间相互作用的信息，这可以告诉科学家银河系中心的超大质量黑洞是如何在宇宙时间内成长的。

该星系在x射线下异常明亮，这使它成为XRISM的理想早期目标。

XRISM光谱分析的见解

Resolve探测到的NGC 4151的光谱显示了一个能量低于6.5千电子伏特(keV)的尖峰，这是铁的发射线。天文学家认为，活动星系的大部分能量来自于黑洞附近炽热的耀斑区域产生的x射线。x射线从圆盘中较冷的气体反射，导致那里的铁发出荧光，产生一个特定的x射线峰。这使得天文学家能够更好地描绘出圆盘和离黑洞更近的喷发区域。

光谱也显示出在7kev附近有几个下降。位于环面的铁也引起了这些下降，尽管是通过吸收x射线而不是发射，因为那里的物质比盘中的物质要冷得多。所有这些辐射的能量大约是我们用眼睛看到的光的2500倍。

铁只是XRISM可以探测到的一种元素。望远镜还可以根据来源发现硫、钙、氩和其他物质。每一个都告诉了天体物理学家一些关于散布在x射线天空中的宇宙现象的不同之处。

XRISM是JAXA和NASA之间的合作任务，ESA也参与其中。美国国家航空航天局的贡献包括加拿大航天局的科学参与。