科学 2022-11-04 06:00 作者:思云科学评论:0    浏览:7047    

为何银河系所有的天体基本都围着银河系中心旋转?这是因为在距离我们2.6万光年外的银河系中心,存在着一个超大质量黑洞,具有415万太阳质量,被称为人马座a *(Sag A* )。它位于星座人马座和天蝎座的边界附近,大约位于黄道以南5.6°,视觉上接近蝴蝶星团(M6)和尾宿八(天蝎座λ)。人马座A*是目前人类观测到离地球最近,被认为是研究黑洞物理的最佳目标。2017年4月,EHT(事件视界望远镜)将全球现有的8个射电望远镜连接在一起,产生了最近发布的第一张人马座A*的图像。在随后的时间里,科学家们继续对人马座a *进行了深入研究。近日,利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),天文学家发现了围绕人马座a *运行的“热点”的迹象。热点”是指高速运行、靠近黑洞的热气泡。气泡在黑洞事件视界外的圆形轨道上以大约 30% 的光速旋转——在接近不返回点的轨道上运行。这个被发现的气泡大小与水星的轨道相似,但绕人马座a *旋转一圈只需大约70分钟,这需要大约30%光速的惊人速度,即每秒9万公里。虽然吸积盘中的一些物质——以相对论速度围绕人马座 A* 运行的气泡——可以安全地围绕黑洞运行,但任何靠得太近的物质都注定会被拉出事件视界。物质可以在不被巨大质量不可抗拒地向内拉动的情况下绕着黑洞运行的最近点被称为最内稳定轨道。这些观测是由位于智利安第斯山脉的ALMA(欧洲南方天文台(ESO)共同拥有的射电望远镜)在事件视界望远镜(EHT)合作的黑洞成像活动中进行的。一些观测是在银河系中心发出 X 射线能量爆发或耀斑后不久完成的,而以前用 X 射线和红外望远镜观察到的这类耀斑被认为与所谓的“热点”有关,即轨道非常快且靠近黑洞的热气泡。随着气体和尘埃缓慢地吸积到黑洞周围炽热的盘状环境中,它们会辐射整个电磁波谱。周期性吸积和可变辐射爆发提供了有关吸积性质的线索,黑洞复杂环境中每个事件的尺寸和位置(在圆环内或附近?在某些地方是风?),以及这些事件可能是如何发生的彼此相关,并且与黑洞的性质有关,例如它的自旋。Sag A* 离得足够近,以至于自 1950 年代发现它以来一直在无线电波波长下对其进行监测;平均而言,人马座 A* 以非常低的速度吸积物质,每年只有地球质量的百分之几,但足以产生变化以及更剧烈的耀斑。长期以来,人们一直认为这些耀斑源于人马座A*附近的高温气体的磁场相互作用,最新的这些观测证实了 ESO 超大望远镜 (VLT) 的 GRAVITY 仪器之前在红外线中观测到的一些发现。来自 GRAVITY 和 ALMA 的数据都表明,耀斑起源于围绕黑洞以大约 30% 的光速在天空中顺时针方向旋转的一团气体,热点的轨道几乎是正面的。亲眼目睹物质以 30% 的光速绕着一个巨大的黑洞运行,真是令人难以置信。该团队希望能够通过EHT直接观察轨道上的气体团块,从而更接近黑洞,了解更多关于黑洞的信息。“希望有一天,我们可以放心地说,我们‘知道’射手座A*发生了什么,”维格斯总结道。该研究发表在《天文学与天体物理学》上。

 
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