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国际射电天文学研究中心:超大质量黑洞喷发 覆盖面积达16个满月大小
2021/12/27 14:43:23 | 浏览:501 | 评论:0

  最近,天文学家拍摄了距离地球最近的活动星系核的等离子体喷发图像。这是目前最全面的活动星系核射电电辐射图像。

国际射电天文学研究中心:超大质量黑洞喷发 覆盖面积达16个满月大小

  超大黑洞示意图

  活动星系核是由于星系中心的超大质量黑洞在大量吞噬周围的星际物质,从而产生巨大的能量,并将一部分周围的物质变成等离子体以接近光速的及高速度喷射出去。喷发出的等离子体会逐渐扩散,覆盖周围很大一片宇宙区域。

  这次拍摄的等离子体喷发来自于半人马座A星系中心的超大质量黑洞。半人马座A星系是离地球最近的活动星系核,距离我们大约1200万光年。由于中央黑洞产生的巨大能量,它也是夜空中第五明亮的星系。

  从地球上看,半人马座A的等离子体喷发现在横跨夜空8度,相当于16个并排的满月的大小。

  新观测是使用澳大利亚的默奇森宽场阵列(MWA)望远镜拍摄的。

  论文的主要作者、来自国际射电天文学研究中心(ICRAR)、科廷大学(Curtin University)节点的本杰明·麦金利(Benjamin McKinley)博士说,这张照片揭示了活动星系核射电辐射的壮观新细节。

  “这些射电辐射来自被吸入星系中心超大质量黑洞的物质。”他在一份声明中说,“它在黑洞周围形成一个圆盘,当物质靠近黑洞时被撕裂,圆盘两侧形成强大的喷流,将大部分物质喷射回太空,距离可能超过一百万光年。“

  “以前的无线电观测无法处理喷流的极端亮度,星系周围更大区域的细节被扭曲,但我们的新图像克服了这些限制。”麦金利补充说,“我们可以从半人马座A学到很多东西,因为它离我们很近,我们可以看到它的细节。不仅在无线电波长,而且在所有其他波长的光中也是如此。在这项研究中,我们已经能够将无线电观测与光学和 X 射线数据结合起来,帮助我们更好地了解这些超大质量黑洞的物理特性。”

  来自意大利国家天体物理研究所的天体物理学家马西莫·加斯帕里(Massimo Gaspari)博士说,这项研究证实了一种被称为“混沌冷吸积”的新理论。

  加斯帕里说:“在这个模型中,冷气体云在星系晕中凝结,然后下雨到中心区域,为超大质量黑洞提供能量。”

  “在这场雨的触发下,黑洞通过射电喷流将能量发射回来,从而使我们在射电图像中看到的壮观的瓣膨胀,从而产生了强烈的反应。这项研究是第一个在全尺度范围内如此详细地探讨多相混沌冷吸积天气的研究之一。”加斯帕里总结道。

  麦金利博士指出,星系在中心显得更亮,那里更活跃,有很多能量。

  “然后越往外它会变得越暗,因为能量已经损耗掉了,它就安定下来”,麦金利说,“但是有一些有趣的特征,带电粒子重新加速并与强磁场相互作用。”

  MWA主任史蒂文·廷盖(Steven Tingay)教授表示,这项研究之所以成为可能,是因为该望远镜具有极宽的视场、极好的无线电静默位置和出色的灵敏度。

  “MWA是平方公里阵列(SKA)的前置项目。SKA是一项全球倡议,旨在在西澳大利亚和南非建造世界上最大的射电望远镜,”廷盖说,“广阔的视野以及因此我们可以收集的大量数据,意味着每次MWA观测的潜力都非常高。这为实现更大的SKA迈出了奇妙的一步。”

  这项研究的论文发表在12月22日的《自然天文学》杂志上。

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