天文学家发现了一个距离地球近8000光年的黑洞发出的快速摆动的喷流。
今天发表在杂志上自然,研究表明,天鹅座V404黑洞的射流在如此短的时间尺度上以前所未有的方式表现出来。
这些喷流似乎正在快速旋转,伴随着高速等离子体云——可能只有几分钟的间隔——从黑洞向不同方向射出。
国际射电天文学研究中心(ICRAR)科廷大学节点的詹姆斯·米勒-琼斯副教授是该研究的主要作者,他说黑洞是宇宙中最极端的物体之一。爱博网站
“这是我遇到过的最不寻常的黑洞系统之一,”米勒-琼斯副教授说。
“像许多黑洞一样,它以附近的一颗恒星为食,将气体从恒星中吸走,形成一个物质盘,环绕黑洞,并在引力作用下向黑洞旋转。
“天鹅座V404的不同之处在于,我们认为物质盘和黑洞是错位的。“这似乎导致磁盘的内部部分像旋转的陀螺一样摆动,并在改变方向时向不同方向喷出火焰。”
天鹅座V404在1989年首次被确认为黑洞,当时它释放了大量的喷流和辐射。
天文学家在查阅档案照片板时发现,在1938年和1956年的观测中曾出现过爆发。
米勒-琼斯副教授说,2015年,天鹅座V404经历了另一次非常明亮的爆发,持续了两周,世界各地的望远镜都在研究发生了什么。
他说:“每个人都用他们能看到的任何望远镜捕捉到了这次爆发。”
“所以我们有了惊人的观测覆盖范围。”
当米勒-琼斯副教授和他的团队研究黑洞时,他们看到了它的喷流以一种从未见过的方式运行。
射流通常被认为是从黑洞的两极直接射出的,但这些射流在不同的时间向不同的方向射出。
它们很快就改变了方向——只用了不到几个小时。
米勒-琼斯副教授说,喷流运动的变化是由于吸积盘——黑洞周围物质的旋转盘。
他说,天鹅座V404的吸积盘有1000万公里宽,内部的几千公里在明亮的爆发中膨胀和摇晃。
米勒-琼斯副教授说:“吸积盘的内部正在推进,并有效地拉动着周围的喷流。”
“你可以把它想象成旋转陀螺减速时的摆动——只是在这种情况下,摆动是由爱因斯坦的广义相对论引起的。”
这项研究使用了超长基线阵列(Very Long Baseline Array)的观测数据。超长基线阵列是一种大陆大小的射电望远镜,由横跨美国的10个天线组成,从加勒比海的维尔京群岛到夏威夷。
该研究的合著者亚历克斯·特塔连科(Alex Tetarenko)最近从阿尔伯塔大学(University of Alberta)获得博士学位,目前是夏威夷东亚天文台(East Asian Observatory)的研究员。他说,喷流改变方向的速度意味着科学家们必须使用一种非常不同的方法来进行大多数无线电观测。
“通常情况下,射电望远镜通过几个小时的观察产生一个单一的图像,”她说。
“但这些喷流变化得太快了,在4个小时的图像中,我们只看到了一片模糊。
“这就像试图用一秒钟的快门速度拍摄瀑布一样。”相反,研究人员制作了103张独立的图像,每张大约70秒长,并将它们组合成一部电影。
Tetarenko博士说:“只有这样,我们才能在很短的时间内看到这些变化。”
该研究的合著者杰玛·安德森博士也在ICRAR的科廷大学节点工作,她说,内部吸积盘的摆动也可能发生在宇宙中的其他极端事件中。
安德森博士说:“只要你发现黑洞的自旋与落入黑洞的物质之间存在偏差,你就会发现黑洞开始快速进食。”
“这可能包括宇宙中其他一大堆明亮的爆炸性事件,比如超大质量黑洞快速进食,或者当黑洞撕碎一颗恒星时发生的潮汐破坏事件。”
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材料所提供的国际射电天文学研究中心爱博网站.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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