专家园地

您所在位置:首页 > 专家园地 > 正文

天文学家观察到一个黑洞的演变 因为它击中了恒星物质

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-10-28浏览次数:971

3月11日,国际空间站上的一种仪器发现了一次巨大的X射线爆炸,其速度比蟹状星云快6倍,离地球近1万光年。科学家已经确定,光源是一个黑洞,在爆炸中被捕获 - 这是一个极端阶段,当黑洞吞噬附近恒星的大量气体和尘埃时,黑洞可以发出明亮的X射线能量。

现在麻省理工学院和其他地方的天文学家已经在这次X射线爆发中发现了“回声”,他们认为这可能是爆发期间黑洞如何演变的线索。在今天发表在“自然”杂志上的一项研究中,研究小组报告证据表明,当一个黑洞消耗大量的恒星物质时,它的电晕 - 黑洞周围的高能电子的光环 - 从一开始就显着缩小。仅仅一个多月,大约100公里(大约马萨诸塞州的宽度)只有10公里。

这一发现是第一个证据表明随着黑洞的进入或积累,电晕会收缩。结果还表明,在爆炸的最极端阶段,正是电晕促进了黑洞的演变。

麻省理工学院天体物理与空间研究所的研究科学家杰克斯坦纳说:“这是我们第一次看到这一证据表明它在进化的特定阶段正在萎缩。”这很神秘,我们仍然对它的含义有一个松散的理解。但我们现在有证据表明系统中正在发展的是电晕本身的结构。“

施泰纳的麻省理工学院合着者包括罗纳德雷米拉德和第一作者艾琳卡拉。

X射线回声

3月11日检测到的黑洞被命名为MAXI J1820 + 070,用于测试仪器。全天空X射线图像监视器(MAXI)任务是安装在国际空间站(ISS)的日本实验模块中的一组X射线探测器,用于监视整个天空中的X射线爆发和耀斑。

在仪器拿起黑洞后不久,施泰纳和他的同事开始使用美国宇航局的中子星内部资源管理员或国际空间站(NICER)上的另一台仪器观察事件。由麻省理工学院设计,用于测量黑洞的数量和时间。传入的X射线光子。

“这个蓬勃发展的黑洞出现在现场,它几乎完全没有障碍,所以我们对正在发生的事情有一个非常原始的看法,”施泰纳说。

当黑洞从附近的恒星中吸取大量物质时,就会发生典型的爆发。这种物质积聚在黑洞周围,形成一个旋转的漩涡,称为吸积盘,可以跨越数百万英里。靠近黑洞中心的盘中的材料旋转得更快,产生摩擦并加热盘。

“中心的气体温度是数百万度,”施泰纳说。 “当你加热一些东西时,它会像X射线一样闪耀。这个圆盘可能会发生雪崩并将其气体倒入中央黑洞,每秒钟就会有大约珠穆朗玛峰的气体值。这是爆炸发生时的情况。通常持续一年左右。“

科学家此前曾观察到吸积盘发出的X射线光子可以穿透黑洞日射中的高能电子。施泰纳说,其中一些光子可能“散射到无限远”,而其他光子则作为高能X射线散射到吸积盘上。

使用NICER,该团队能够在整个黑洞爆炸中收集极其准确的X射线光子能量和时间测量结果。它们必须在低能光子(可能是由吸积盘最初发射的光子)和高能光子(可能与电晕电子相互作用的X射线)之间拾取“回声”或滞后现象。在一个月的时间里,研究人员观察到这些滞后长度显着减少,表明日冕与吸积盘之间的距离也在缩小。但它是转移的磁盘还是电晕?

为了回答这个问题,研究人员测量了天文学家称之为“铁线”的迹象 - 铁原子在吸积盘中发射的特征,只有当它们被激活时,例如通过关闭X射线光子。电晕电子。因此,铁可以测量吸积盘的内边界。

当研究人员在整个爆发期间测量电线时,他们发现没有可测量的变化,表明磁盘本身没有变形但保持相对稳定。结合X射线滞后现象的证据,他们得出结论,由于黑洞的爆发,它必须改变电晕和收缩。

“我们看到日to开始在内部吸积盘100公里范围内扩张,然后在大约一个月后缩小到大约10公里,”施泰纳说。 “这是第一个明显的电晕收缩情况,磁盘稳定。”

“NICER允许我们测量比以前更接近恒星质量黑洞的光回波,”卡拉补充道。 “在过去,这些内部吸积盘上的光线回波仅出现在超大质量黑洞中,这些黑洞是数百万至数十亿的太阳质量,并且已经发展了数百万年。像J1820这样的恒星黑洞质量低得多,发展得更快,所以我们可以看到变化在人类时间尺度上起作用。“

虽然目前尚不清楚是什么原因引起了太阳的收缩,但施泰纳推测高能电子云正受到来自吸积盘的大量气体产生的巨大压力的挤压。

这些发现为黑洞爆发的重要阶段提供了新的见解,称为从硬到软的过渡。科学家们已经知道,在爆炸初期的某些时刻,黑洞从由电晕能量主导的“硬”阶段变为“软”阶段,这更受累积板排放的影响。

“这一转变标志着黑洞吸积模型的根本变化,”施泰纳说。 “但我们并不确切知道发生了什么。黑洞如何从电晕控制过渡到磁盘?磁盘是否移入并接管,或者电晕是否会以某种方式改变并消散?这是几十年的尝试解开的事情现在,这是关于在这个过渡阶段发生的事情的最终工作,而变化的是日.“

这项研究得到了NASA通过NICER任务和天体物理学探索者计划的部分支持。

网站地图 久赢国际备用网址 优博平台娱乐 新宝gg登录
申博太阳城娱乐官网 申博直营 太阳城备用网址 申博亚洲667878
uc彩票时时彩 东莞新东泰娱乐 贵州时时彩11选5登入 皇冠国际赌场网站
新宝gg现金 久赢国际备用网址 久赢国际现金 优博平台现金
优博时时彩开户 优博平台官方 新宝gg登陆 优博平台官方
8ZJS.COM 528XTD.COM 598XTD.COM 800xsb.com 817psb.com
701SUN.COM S618H.COM 197sunbet.com 171ib.com 987cw.com
178sunbet.com 8HBS.COM 789XTD.COM 57XTD.COM 236SUN.COM
298psb.com 281tt.com 758XTD.COM 598XTD.COM 378PT.COM