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智利望远镜观测到物质云被抛出黑洞

科普小知识2022-10-28 23:07:20
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黑洞在消耗物质的同时会有一个吸积盘,它的基本特征是围绕着黑洞视界的一个又热又平的环形结构。

腾讯空间新闻据国外媒体报道,在星系中心通常有很大的黑洞,其中许多被称为“环面”的厚物质圈所包围。圆环的存在使得整个黑洞看起来像一个超大的甜甜圈(因为黑洞本身是看不见的,只有圆环可以被观察到)。天文学家长期以来一直认为,环面是由落入黑洞引力陷阱的银河系核心区域的物质均匀化形成的。位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列是当今最强大的射电天文观测设备之一。根据最新的观测结果,黑洞环面的传统模型显然过于简单。

NGC 1068是一个离我们4700万光年的棒状螺旋星系。在观察其中心黑洞附近的区域时,研究人员使用ALMA追踪不断被抛出黑洞的物质云。正是这些喷出的物质,而不是吸入的物质,在黑洞附近形成了环面。巴克内尔大学的天文学家杰克·加里莫尔说,如果把黑洞比作引擎,从扁平的灰尘盘中落到黑洞表面的物质就是燃料。然后,像其他引擎一样,黑洞也向外排放“尾气”。

黑洞在消耗物质时会有一个吸积盘。它的基本特征是围绕黑洞视界的一个热而平的环形结构。吸积盘最里面的部分由于高温释放出x光和紫外线。然而,吸积盘的外环相对较冷,只能发射红外甚至毫米波波段的辐射。阿尔玛对后者非常敏感,这使我们能够跟踪和观察NGC 1068吸积盘的最外圈。在追踪吸积盘较冷区域的冷一氧化碳分子云时,加里莫尔的团队发现这些分子云会从吸积盘中逃逸出来。

随着分子云被加速盘中的极热物质电离,整个分子云将与黑洞的强磁场相互作用。最后,分子云被高速抛出吸积盘,甚至超过吸积盘本身的旋转速度。加里莫尔说,这些分子云的速度如此之快,以至于它们达到了“逃逸速度”最后,这些分子云将以锥形从吸积盘的两侧喷出。使用ALMA,我们可以第一次看到这些气体是从看不见的黑洞中喷射出来的,而不是被吸入的。

绝大多数已知的星系内部都有巨大的黑洞,它们相互共生。我们现在知道黑洞活动对整个星系有很大影响,甚至影响恒星形成速率。今天,通过像ALMA这样的观测设备,我们可以看到星系和黑洞之间错综复杂的关系,以及黑洞对星系中心区域的影响。(罗季/编译)