
美国宇航局X射线航天器捕捉到人类首次成像的超大质量黑洞喷流
一个喷流从M87*(人类首次成像的黑洞)中喷发出来。(图片来源:X射线:NASA/CXC/Univ. Laval/C. Poitras等;红外线:NASA/CSA/STScI;射电:NSF/NRAO/VLA;光学:NASA/ESA/STScI;图像处理:NASA/CXC/SAO/L. Frattare)使用美国宇航局钱德拉X射线航天器的天文学家获得了关于位于仙女座M87中心的超大质量黑洞喷流的最详细图像。如果这个黑洞听起来很熟悉,那是因为它在2019年创造了历史,成为人类首次成像的黑洞。M87*位于离地球约5500万光年处,正狂热地吞噬着下落的气体和尘埃。在此过程中,物质被引导到该黑洞的极点,该黑洞的质量是太阳的65亿倍。这些物质以接近光速的速度被喷射出,形成数千光年长的强大喷流。在其他光谱波段(如光学光和红外线)中,M87*的喷流之前已经被成像,但这是我们在X射线下对这些喷流的最详细观察。X射线揭示了喷流中物质的复杂流动,动态程度超过了之前的观察。拉瓦尔大学科学与工程学院的博士生、该研究的主要负责人卡米尔·普瓦特拉斯在一份声明中表示:“我们已经可以看到喷流的变化,但从未在X射线下看到如此细致的细节。”“以前看起来混在一起的结构现在可以区分出来,使我们能够更好地跟踪喷流在十多年观察中的演变。”喷流中的某些结构似乎以比光速快五倍的速度移动。当然,这种情况是不可能的;根据阿尔伯特·爱因斯坦的特殊相对论,任何有质量的物体都不能以光速或更快的速度移动。这种所谓的超光速运动并不是突破宇宙的发现,而是由物质近光速直接朝向地球移动而产生的光学幻觉。事件视界望远镜捕捉到了银河M87中心的超大质量黑洞及其阴影的图像。(图片来源:EHT合作组)钱德拉对M87*喷流的观察是理解这些流出物物理学的重要一步,以及构成它们的粒子是如何加速到如此高速度和大能量的。此外,由于这些喷流是超大质量黑洞向周围环境释放能量的方式,这些观察也可能有助于建立一个更好的图景,了解这些宇宙巨头如何影响其母星系的演化。“这些结果展示了钱德拉在追踪极端现象长期演变方面的独特强大,”团队成员、哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的天体物理学家盖里特·舍伦伯格在声明中说。“它们帮助我们更好地理解在超大质量黑洞附近释放的能量是如何通过其喷流传递并沉积到周围星系中的。”该团队的研究在美国天文学会第248次会议上进行了展示。该研究也已作为预印本发布在arXiv上。罗伯特·利亚是一位在英国的科学记者,其文章已发表于《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《太空万象》、《新闻周刊》和《ZME科学》。他还为Elsevier和《欧洲物理杂志》撰写科学传播方面的文章。罗伯特获得了英国开放大学的物理学和天文学学士学位。可以在推特上关注他,用户名是@sciencef1rst。
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