基于计算机模拟和阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的新观察，研究人员发现围绕活跃的超大质量黑洞的气体环并不是简单的圆环形状。相反，从中心排出的气体与催化气体相互作用，形成动态循环模式，类似于城市公园中的喷泉。

大多数星系在它们的中心都有一个超大质量黑洞，数百万甚至数十亿倍于太阳。这些黑洞中的一些非常活跃地吞下材料。但天文学家认为，不是直接落入黑洞，而是在活跃的黑洞周围形成物质，形成环形结构。

日本国家天文台(NAOJ)研究员Takuma Izumi带领一支天文学家团队使用ALMA观测距离地球1400万光年远的Circinus银河系中的超大质量黑洞。圆规座。然后，该团队将他们的观察结果与用NAOJ操作的Cray XC30 ATERUI超级计算机制造的黑洞气体计算机模拟进行了比较。这种比较表明，推定的“甜甜圈”实际上并不是一种刚性结构，而是一种复杂的高动态气体成分集合。首先，朝向黑洞落下的冷分子气体在旋转平面附近形成圆盘。当它接近黑洞时，这种气体被加热，直到分子分解成组分原子和离子。然后将这些原子中的一些原子排出盘的上方和下方，而不是被黑洞吸收。这种热原子气体落回到盘上，形成湍流的三维结构。这三个组成部分不断循环，类似于城市公园的喷泉。

“以前的理论模型设定了刚性甜甜圈的先验假设，”日本鹿儿岛大学的理论家Keiichi Wada解释说，他是模拟研究的负责人，也是研究团队的成员。“我们的模拟不是从假设开始，而是从物理方程式开始，首次表明气体循环自然形成甜甜圈。我们的模拟也可以解释系统的各种观测特征。”

“通过研究冷分子气体和温热原子气体与ALMA的运动和分布，我们证明了活性黑洞周围所谓的'甜甜圈'结构的起源，”Izumi说。“基于这一发现，我们需要改写天文教科书。”