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超大質量黑洞居然也有「心跳」 具有2百萬個太陽質量
超大質量黑洞居然也有「心跳」!具有2百萬個太陽質量(示意圖:pixabay)

【希望之聲2020年6月15日】(編輯:郭曉)宇宙雖然浩瀚廣闊,有着很多人類無法理解的奧祕,但是宇宙可能也並不複雜,只要掌握宇宙的物質本質,揭開宇宙的奧祕也就容易了許多。所以科學家近年來,一直在堅持不懈地研究宇宙的物質之謎,研究我們看不見的暗物質和暗能量

宇宙中最重要的暗物質就是黑洞。如果一個天體質量足夠大、體積足夠小,那麼它的引力就會大得連光都逃不出去。這種天體就是黑洞。早在2007年,研究人員在RE J1034+396星系中心觀察到一個奇怪的現象。那裏的超大質量黑洞每小時都會從環繞它運行的物質中發出一個信號,或者叫“心跳”,當2018年該星系再次被觀測時,研究人員發現它的心跳仍然很強烈。

這個超大質量黑洞是太陽質量的200萬倍,其星系距離地球6億光年。發表在《皇家天文學會月報》上的這些新觀測結果是令人興奮的,因爲這個系統是第一個觀察到這些準週期心跳的系統。這些信號十多年來的穩定,表明它們背後的來源是相當穩定的。

這證明瞭超大質量黑洞發出的這種信號可以非常強烈和持久,也爲科學家進一步研究心跳信號的性質和起源提供了最好的機會。許多超大質量的黑洞被圓盤狀物質包圍着,黑洞不可思議的引力將這些物質加熱,在這個過程中變成等離子體。這些區域通常會發出強烈的可見光,比如X射線,而光的任何變化都可以追蹤到圓盤內物質的運動。不過,這些變化很少會定期重複出現。

這一罕見的特徵爲我們瞭解吸積盤的物理特性提供了重要的啓示,儘管對於這種週期性信號的成因還有很多不確定性。一般來說,研究人員將其描述爲X射線發射斑點,但並不知道這個“斑點”到底是什麼。

歐洲X射線太空望遠鏡在2009年和2018年對該系統進行了觀測,研究小組發現,在兩次觀察之間,心跳週期縮短了幾分鐘。如果這些物質只是旋轉進入黑洞,那麼這些物質會在幾個月內消失。相反,吸積盤正在以一種意想不到的方式移動。它的長期存在表明這個系統是相當特殊的,研究小組認爲,儘管X射線雙星系統GRS 1915+105雖然截然不同,但看起來更接近於前者,但這裏所看到的與有兩個黑洞的系統(一個黑洞由中子星環繞)有相似之處。

這個心跳是如何形成的主要觀點是,吸積盤的內部正在膨脹和收縮,我們所知道的另一個似乎做同樣事情的系統是銀河系中一個比恆星質量小10萬倍的黑洞,它由一顆伴星提供能量,亮度和時間尺度也相應地更小。該團隊計劃通過對即將到來的歐洲航天局的雅典娜X射線天文臺進行更多的觀測,更多的對數據進行分析以更好地瞭解這樣一個系統及其獨特的心跳。

責任編輯:田喆

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