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科學家首次發現黑洞熱吸積流中風存在的直接觀測證據

2021-07-15 17:37:19 來源:IT之家

據中國科學院上海天文臺網站,近日,中國科學院上海天文臺和南京大學科研團隊合作,通過分析觀測數據,并利用磁流體動力學數值模擬,發現了黑洞熱吸積流中存在風的直接觀測證據。

IT之家了解到,該成果近日發表在了國際知名學術期刊《自然?天文學》上。

據介紹,宇宙中幾乎所有星系中心都存在一個超大質量黑洞,黑洞周圍的氣體在黑洞引力的作用下朝黑洞下落,形成黑洞吸積盤。吸積盤會發出強烈的輻射和物質外流,人類首張黑洞照片中拍到的輻射就是源于吸積盤。黑洞吸積是研究活動星系核、伽馬射線暴等重要高能天體物理現象的理論基礎。

根據其溫度不同,黑洞吸積流分為“冷”、“熱”兩種,宇宙中大部分黑洞周圍是熱吸積流。熱吸積流中是否存在風曾經是該領域爭論的焦點問題。十年前,上海天文臺課題組完成的理論研究證明,熱吸積流中存在很強的風。這一結果被同行專家稱為該領域的一個重大進展,它不僅決定了天文學家們如何理解黑洞的觀測結果,還被認為是影響整個星系演化的關鍵因素。

然而,由于這種風的觀測信號比較弱等因素,直接觀測證據一直非常欠缺。合作團隊最近通過分析一個典型存在熱吸積流的黑洞 ——M81*—— 的高分辨率 Chandra 光譜,發現了鐵元素的紅移以及藍移的拉曼阿拉法發射線。

觀測數據表明,這些發射線是從速度約每秒 3000 公里的外流(風)中發出來的,而且這些外流的溫度為 12keV。為理解這些觀測結果,合作團隊對 M81 * 的熱吸積流的風進行了磁流體動力學數值模擬,依據模擬結果計算了吸積流的風產生的發射線的性質,發現與觀測結果非常吻合(如圖所示)。這一結果證明 M81 * 中的確存在很強的風,首次發現了熱吸積流中風存在的直接觀測證據,驗證了熱吸積流理論預言的結果。(作者:懶貓)

關鍵詞: 黑洞 熱吸積流 黑洞吸積流 輻射

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