我們都知道，宇宙中有一些非常特殊的天體，它們的質量非常大，但它們的體積很小，以至於它們的引力非常強大，甚至連光都無法逃脫。 這些天體就是我們所說的黑洞。 有一種黑洞的質量可以達到太陽質量的數百萬到數十億倍，我們稱之為超大質量黑洞。
超大質量黑洞並非孤立存在，它們通常位於星系的中心，周圍環繞著大量的物質，如氣體、塵埃、恆星等。 黑洞的引力會使這些物質更接近黑洞，形成乙個旋轉盤，我們稱之為吸積盤。 吸積盤中的物質不斷失去能量和角動量，最終落入黑洞。 在這個過程中，物質會發出大量的輻射，從無線電波到伽馬射線。 這些輻射使我們能夠觀察黑洞的存在和活動，這就是為什麼我們稱這種黑洞為活躍的超大質量黑洞。
乙個活躍的超大質量黑洞不僅吞噬了它周圍的物質，而且還對它周圍的物質產生了影響，我們稱之為反饋。 有很多方法可以給出反饋，例如產生強磁場的黑洞，產生兩種高速氣流，沿著黑洞的旋轉軸噴射，我們稱之為射流。 射流與周圍星系的內部介質相互作用，產生衝擊波，加熱並去除星系中的氣體。 這會影響星系中恆星的形成和演化。 此外，黑洞還會通過輻射壓力將吸積盤中的一部分物質推離黑洞，形成球形或錐形風，我們稱之為吹風。 風吹也會對星系中的氣體產生影響，甚至可以影響星系團的規模。
因此，超大質量黑洞的吞噬和反饋是乙個非常重要的物理過程，它與黑洞的生長以及黑洞和星系的共同演化有關。 然而，要詳細了解這一過程，我們需要對黑洞周圍的物質進行高解像度的觀測，這是非常困難的，因為黑洞的尺度非常小，通常只有幾亞秒。 我們需要使用非常先進的儀器，如亞公釐波陣列（ALMA）來實現這種解像度。 最近發表的一篇文章提出了這樣的觀察。
他們選擇了乙個非常合適的觀測目標，那就是南方天空中的天鵝座星系。 它是乙個距離我們只有1300萬光年的螺旋星系，其中心有乙個活躍的超大質量黑洞，大約是太陽質量的170萬倍。 這個黑洞的活動非常強烈，它產生強烈的噴流和衝擊，它的吸整合盤的方向非常接近我們的視線，因此我們可以看到吸積盤的結構和動力學。
他們使用ALMA最高解像度的模型來觀察天鵝座星系的中心區域，使用兩個波長，087 mm 和 13 公釐。 兩種波長都可以檢測分子氣體的發射線，例如二氧化碳和氰化氫。 通過分析這些發射線，我們可以獲得分子氣體的分布、速度、溫度和密度等資訊。
結果非常令人興奮，我們首次在亞秒尺度上直接觀測到超大質量黑洞的吞噬和反饋過程，並確定了以下重要特徵：
在黑洞附近，有非常密集的分子氣體湧入，其質量流量約為0每年 2 個太陽質量。 這種流入是由乙個半徑約為10亞秒的較大分子氣體盤驅動的，該分子氣體盤是由星系中心的引力不穩定性產生的。 這次流入是黑洞**的主要吞沒點，其速度約為每秒300公里，其方向與吸積盤相同。
在黑洞附近，有非常強烈的分子氣體吹出，其質量流量約為每年6個太陽質量。 這種吹氣是由黑洞的輻射壓力產生的，其速度約為每秒1000公里，其方向與吸積盤的正常方向相同。 這種吹氣是黑洞的主要反饋機制，它可以將大部分進入的物質推離黑洞，從而限制黑洞的生長。
在黑洞附近，有乙個非常複雜的分子氣體結構，它包括乙個環形分子氣體盤、乙個雙錐形分子氣體風和乙個雙極分子氣體射流。 這些結構是由黑洞和磁場的旋轉產生的，它們以複雜的方式相互作用，形成乙個多相吸積反饋系統。 這個系統可以影響黑洞周圍星系的原子核，甚至影響星系的外圍。