天文學家等待多年才能獲得來自遙遠星系團的這種X射線資料，但它的壽命很短。日本的Hitomi航天器於2月17日發射進入地球軌道，其儀器執行良好，讓研究人員體驗了有史以來最靈敏的X射線探測器的測量結果。然而，僅僅一個多月後，科學家就完全失去了與該航天器的聯絡，該航天器在一系列錯誤導致其推進器向錯誤方向噴射後失控旋轉。
然而，最初資料的短暫體驗足以提供一個令人驚訝的畫面，說明黑洞如何限制星系的生長，研究人員在本週發表在《自然》雜誌上的一篇論文中報告說。“資料非常精美，”Hitomi團隊成員、安大略省滑鐵盧大學的天體物理學家布萊恩·麥克納馬拉說。“我們對我們得到的結果感到非常滿意，但我們對我們沒有得到的結果以及可能發生的事情感到非常難過。”
Hitomi是第三次嘗試在太空飛行“微量熱計”，這是一種被冷卻到接近絕對零度的儀器，可以讀取其接收到的每個入射X射線光子的精確能量。這提供了對其觀測的廣闊視野中發出的各種光波長的高解析度測量結果。Hitomi的微量熱計實際上比前兩個表現更好，日本宇宙航空研究開發機構的ASTRO-E衛星攜帶了一個，但該航天器在2000年發射過程中爆炸。2005年，日本的朱雀衛星升空，但其微量熱計被冷卻系統的洩漏損壞。Hitomi的儀器主要在美國宇航局馬里蘭州戈達德太空飛行中心製造，至少返回了一些資料，儘管只有幾天的資料。“這是第三次了，這太令人沮喪了，”加州大學爾灣分校的天體物理學家大衛·布特說，他沒有參與這項任務，但一直在等待來自X射線微量熱計的資料。“但是，儘管發生了所有問題，我認為他們用他們擁有的東西做得相當不錯。它提供了一種測量方法，這種測量方法到目前為止是不可能實現的。”
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在航天器的除錯階段，它被指向其主要目標之一：距離約2.4億光年的巨型星系團英仙座。透過可見光觀察，星系團中的數百個星系彼此清晰分離，但透過Hitomi的X射線觀察，這些星系模糊在一起，揭示了滲透並籠罩整個星系團的巨大氣體雲。天文學家長期以來一直想知道這種氣體是如何受到認為存在於英仙座所有星系中心的超大質量黑洞的影響的。根據一種理論，當質量以等離子氣泡的形式落入這些黑洞時，噴射出的能量會攪動氣體中的湍流。相反，Hitomi發現氣體相對平靜。然而，它非常熱。來自黑洞的能量不是攪動氣體，而是加熱了氣體。“令人非常驚訝的是，在像英仙座星系團這樣高度活躍的星系團系統中，氣體中的湍流壓力支援如此之少，”加州大學爾灣分校的天體物理學家凱沃爾克·阿巴扎吉安說，他沒有參與這項任務。他稱結果“具有開創性和非常令人興奮”。
這種加熱可能會嚴重抑制氣體中可能發生的任何恆星形成。為了形成恆星，氣體需要相對較冷，介於10到30開爾文之間。Hitomi觀測到的氣體溫度在1000萬到1億開爾文之間。基本上，這種超強氣體的原子移動速度太快，以至於引力無法將它們拉入並誕生恆星。新的發現“意味著超大質量黑洞正在非常有效地控制星系的生長速度，”麥克納馬拉說。“這是一個根本性的見解，因為這是一種可能控制宇宙中很大一部分星系生長的機制。從這個意義上說，它非常令人興奮。”
在這個星系團的中心，湍流如此之低，對於像布特這樣有興趣研究星系團中暗物質的科學家來說也是一個好訊息。大多數科學家認為，高湍流會影響使用對星系團中心氣體的X射線觀測來推斷那裡質量分佈的嘗試的準確性。“這種測量表明您不必擔心那些隨機的湍流貢獻。它們很小，”布特說。“這很重要，因為內部質量暈可以告訴你很多關於暗物質的特性以及這些星系團的形成。”
這一發現激發了天文學家對更多資料的渴望，這可能需要一段時間才能實現。“這是一個非常有希望和令人興奮的結果，”布特說。“它說，‘天哪，我們真的需要這種型別的儀器才能儘快獲得資料。’”下一個在太空飛行微量熱計的計劃涉及歐洲航天局的雅典娜任務，該任務預計要到2028年才會發射。一些天文學家希望Hitomi的短暫成功可能會激勵日本及其合作伙伴建造一個替代品，但即使是仿製任務也會非常昂貴，特別是考慮到需要額外的努力來防止導致第一次任務失敗的故障。“社群希望我們可能會進行某種重新飛行，主要涉及微量熱計，”麥克納馬拉說。“我們抱有希望，但只是謹慎地抱有希望。它確實證明了這種儀器的強大功能，以及未來將其送入太空的必要性。”