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我国科学家发现6亿光年外一颗大黑洞仍在心跳不止

放大字体  缩小字体 2020-06-13 15:35:07来源:腾讯生活 作者:责任编辑。王凤仪0768

腾讯太空文/国家地理台金驰川研讨员十几年前,地理学家们初次发现来自一个超大质量黑洞的X射线准周期震动信号– “黑洞的心跳“

腾讯太空 文/国家地理台金驰川研讨员

十几年前,地理学家们初次发现来自一个超大质量黑洞的X射线准周期震动信号– “黑洞的心跳“。十几年后,当地理学家们再次有时机观测这个黑洞时,发现这个信号仍在继续!

这项研讨工作是由国家地理台高能天体物理团组的金驰川研讨员主导的,合作者包含英国杜伦大学的Chris Done教授和Martin Ward教授。论文已于日前发表于《英国皇家地理学会月刊》,并一起被BBC、ScienceDaily等新闻媒体报道和转载。

这个特别的黑洞被命名为REJ1034+396,是一个间隔地球6亿光年,具有200万颗太阳质量的超大质量黑洞。2007年,科学家们运用欧洲宇航局的XMM-牛顿卫星,初次发现这个黑洞的X射线辐射具有一小时左右的周期性震动信号。2011年今后,因为该黑洞的视野方向离太阳太近,对其心跳信号的监测也中止了。

直到2018年,科学家们再次有时机对这个黑洞展开观测。由国家地理台金驰川研讨员担任PI的研讨团队,向欧洲宇航局和美国宇航局请求运用XMM-牛顿卫星、“核光谱望远镜阵列(NuSTAR)”卫星和“雨燕(Swift)”卫星,对RE J1034+396展开联合观测,并于2018年10月顺利完成了一切观测使命。经过具体的数据剖析,该团队终究承认,RE J1034+396的X射线震动信号依然存在!而且比10年前更强了!这是现在观测到的超大质量黑洞心跳信号的最长继续时间。

图注:这个动画展现了考虑到爱因斯坦的广义相对论效应,黑洞周围发生周期性震动信号区域的视觉效果。动画里展现的形状是因为黑洞视界邻近的强引力场的光线曲折效应发生的。Credit: Dr Frederic Vincent, Observatoire de Paris, France.

世界中存在很多的具有百万至上亿个太阳质量的黑洞。电影《星际穿越》里的“卡刚图雅“黑洞便是这样一个大黑洞。漂浮在星际空间中的物质会被黑洞的引力所抓获,在逐步落入黑洞的进程中,会构成一个圆盘状的结构,并在黑洞周围很小的空间里开释很多的能量,然后发生很强的高能辐射,比方X射线。可是,这种高能辐射的周期性重复信号却很少被发现。这种信号的周期携带了关于黑洞视界邻近的物质标准和结构的要害信息。

现在已知的一个能够发生相似心跳信号的黑洞,是一个坐落银河系旋臂内,被称为GRS 1915+105的小黑洞。该黑洞的质量仅为12个太阳质量,正快速地从其周围的一颗恒星吸收物质,并以67赫兹左右的”心率“发生X射线心跳信号。经过简略的质量比照,科学家们估算了RE J1034+396的理论心率,发现和实测心率很共同。

论文的榜首作者兼通讯作者,国家地理台的金驰川研讨员说:“这个心跳信号十分美秒!它初次证明来自超大质量黑洞的这类周期性信号能够长时间保持稳定,并为咱们供给了深入研讨其物理机制和来源的重要头绪和绝佳时机。RE J1034+396也能成为我国下一代X射线地理卫星,比方爱因斯坦探针(EP)卫星和eXTP卫星的重要观测方针之一。“

图注:这个动画展现了一个或许的发生黑洞心跳信号的物理模型,即源自黑洞视界邻近的高温等离子体(corona)的巨细和形状的缩放进程。Credit:Dr. Chichuan Jin of the National Astronomical Observatories, ChineseAcademy of Sciences.

论文的合作者之一,来自英国杜伦大学的Chris Done教授说:“咱们现在的了解是这种心跳信号源自黑洞视界邻近高温物质的周期性结构改变进程。经过与GRS 1915+105这个小黑洞的比照,证明了尽管不一样的黑洞质量不同可达数十万倍以上,但他们在一些特别行为的体现方面却十分相似。“

该研讨团队现在正对多颗卫星的数据进行深入剖析,以期对该心跳信号的性质有更多了解,并与银河系内的小质量黑洞作比照,然后取得对黑洞视界邻近的物理进程的更深刻了解。

该项研讨工作得到了国家自然科学基金、中科院空间科学先导专项、英国科学与技能设备委员会(STFC)的经费支撑。