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    连时空都被迫旋转,发现黑洞通过磁重联,为类星体喷射流供能

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      爱因斯坦

      几乎所有星系中心都有一个黑洞,黑洞具有难以想象的巨大质量,因此可以吸引物质、气体甚至光。但它们也可以以等离子射流的形式发射物质:一种从星系中心喷出具有巨大能量的等离子束,等离子射流可以延伸到数十万光年的遥远太空。当这种强烈的辐射被发射出来时,黑洞仍然是隐藏的,因为它附近的光线被强烈地弯曲,即事件视界,导致了黑洞“阴影”的出现。

      连时空都被迫旋转,发现黑洞通过磁重联,为类星体喷射流供能

      这是由事件视界望远镜(EHT)合作的科学家,对巨型椭圆星系M87中大质量黑洞的报道。在同样是黑洞的类星体3C279中,EHT研究小组发现了另一种现象:在距离黑洞阴影一千多倍的地方,等离子体喷流的核心突然亮起。这些喷流的能量是如何像通过一个看不见的烟囱一样到达那里,目前还不清楚。探测到极闪烁的伽马辐射,天体物理学家阿米特·舒克拉(Amit Shukla)现在已经用美国宇航局(NASA)空间望远镜费米-LAT(Fermi-LAT)观测到了这个类星体。

      连时空都被迫旋转,发现黑洞通过磁重联,为类星体喷射流供能

      舒克拉之前一直在朱利叶斯-马克西米利安大学(Julius-Maximilians-University,JMU)维尔茨堡进行研究。舒克拉发现,在毫米波长范围内发现的喷流核心也发出高能伽马辐射,但亮度极其闪烁,这种亮度可以在几分钟内翻一番,其研究成果发表在《自然通讯》期刊上。亮度变化序列的特殊模式是一种称为磁重联的普遍过程特征,这种过程发生在许多具有强磁场的天体中,太阳活动也与磁场的动态和重联有关。

      连时空都被迫旋转,发现黑洞通过磁重联,为类星体喷射流供能

      欧洲航天局欧空局的太阳轨道器任务观测到了太阳大气中的“campfires”证明了这一点。但回到类星体3C279:对数据的分析揭示了光曲线中磁场重联的特殊模式,感觉就像突然破译了黑洞字母表中的一个象形文字。在磁重联的接过程中,最初储存在磁场中的不可见能量突然在无数“迷你射流”中释放出来。在这些射流中,粒子被加速,然后产生观测到的伽马辐射。磁重联将解释能量如何从黑洞到喷射流的核心,以及它最终从哪里来。

      连时空都被迫旋转,发现黑洞通过磁重联,为类星体喷射流供能

      类星体3C279中黑洞附近的时空被迫旋转,锚定在黑洞周围等离子体上的磁场会排出喷流,减缓黑洞的旋转,并将其部分旋转能量转化为辐射。

      博科园|研究/来自:塔塔基础研究所

      参考期刊《皇家天文学会月刊》

      DOI: 10.1093/mnras/staa2304

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