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  • 相聚遥远的一个黑洞每9小时增亮一次,没人知道为什么

    相聚遥远的一个黑洞每9小时增亮一次,没人知道为什么

    图解:黑洞的加速膜显示在其光曲线旁,以9小时的间隔在X射线光谱中急剧增亮。

    遥远星系中心的一个黑洞显现的骤亮情况,天文学家们前所未见。

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    GSN 069星系中心的黑洞,距地约2.5亿光年,每隔9小时向地球发射一束明亮的X射线。因其活跃了起来,所以总是吞噬物质。在此过程中,物质朝着奇点周围的事件视界落下时,发光发热,任何光或物质都无法逃逸该点。但在2018年,研究人员使用欧洲航天局(ESA)XMM-牛顿望远镜发现,在9小时周期的每个峰值处,GSN 069黑洞在X射线光谱上的亮度将提高约100倍。

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    西班牙天体生物学中心的天文学家乔凡尼·米尼蒂(Giovanni Miniutti),同时也是关于黑洞论文的著作者之一说:“这完全出乎意料。通常情况下,巨大的黑洞像蜡烛一样闪烁,但自12月起,还是首次在GSN 069中看到如此迅速,重复的变化。”

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    研究人员没有对该现象提供确切的解释。但他们在著作中写道,很明显吸积盘中存在某种间隙或不稳定性,即黑洞周围的下落物质环。他们认为,也许有关吸积盘本身的某些事物导致该物质以规则的方式掉入黑洞中,或者它附近的某种东西(也许是另一个黑洞)以周期性的方式破坏了吸积盘。

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    尽管天文学家从未在另一个黑洞周围看到这样的模式,但Miniutti和他的团队认为,在太空其他地方发现的某些奇怪现象可能与这种模式有关。过去,天文学家也遇到过黑洞突然变亮而又不得其解。他们认为,这些增亮可能有相似的模式。

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    研究人员指出,GSN 069黑洞比形成银河系核心的许多黑洞小。从某种意义上讲,这9小时增亮的变化可能与黑洞旋转的速度有关。较大的黑洞需要更多的时间来完成一个完整的旋转,因此,如果它们有着相似的模式,则可能会持续数周或数月。而X射线天文台很少长时间观测单个黑洞。

    相聚遥远的一个黑洞每9小时增亮一次,没人知道为什么

    研究人员不确定哪种物理现象会引起有规则的增亮。但可能是因为在非常靠近黑洞的地方形成了电子云-由于其他一些黑洞的X射线发射不规则,天文学家已猜测过这种现象存在的可能性。

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    相关知识

    XMM-牛顿(XMM-Newton)也被称为高通量X射线光谱任务和X射线多镜任务,是由欧洲航天局于1999年12月在Ariane 5火箭上发射的X射线太空天文台。 这是ESA Horizon 2000计划的第二个基石任务。

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    图解:XMM-牛顿卫星的模型

    以物理学家和天文学家艾萨克·牛顿爵士的名字命名,该航天器的任务是研究星际X射线源,执行窄范围和宽范围光谱以及对X射线和光学波长(可见光和紫外线)进行首次同时成像。

    吸积盘是一种由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构(常见于绕恒星运动的盘状结构)。比较典型的中心体有年轻的恒星、原恒星(protostar)、白矮星、中子星以及黑洞。在中心天体引力的作用下,其周围的气体会落向中心天体。假如气体的角动量足够的大,以致在其落向中心天体的某个位置处,其离心力能够跟中心天体的引力相抗衡,那么,一个类似于盘状的结构就会形成,这种结构就叫做“吸积盘”。

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    图解:X射线双星系统中的巨星-吸积盘示意图

    在吸积盘中,物质通过较差转动及粘滞向外传递角动量。在这个过程中,气体所携带的引力能得到释放。这些释放的引力能会加热吸积盘中的气体,导致气体向外辐射。计算表明,气体辐射的主要频率(或气体的温度)与中心天体的质量有关。若中心天体为年轻的恒星或者原恒星,那么吸积盘辐射多半处于红外区,而中子星及黑洞产生的吸积盘的辐射多半处于光谱的X-射线区域。

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. Rafi Letzter- Amber -livescience

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