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黑洞吸积盘像陀螺一样摇晃 朝四面八方喷射
上传时间:2019-05-07 19:17点击:

在对天鹅座V404黑洞进行观测时,天文学家发现前所未见的现象。这个黑洞的吸积盘像陀螺一样旋转并且朝四面八方喷射等离子体喷流。科学家认为旋转喷流因吸积盘与天鹅座V404不重合导致。强烈的辐射导致吸积盘内部膨胀成一个甜甜圈形结构。天鹅座V404距地球大约8000光年,质量只有太阳的9倍。它是一个双星系统的一部分,与一颗类日恒星彼此环绕。

由于吸积盘的奇异摇晃,距地球8000光年的天鹅座V404黑洞引起了天文学家的注意。这个黑洞向外喷射高速等离子体云

 

由于吸积盘的奇异摇晃,一颗距地球8000光年的黑洞引起了天文学家的注意。这个黑洞被称之为“天鹅座V404”,正以一种科学家从未见过的方式喷射高速等离子体云。与其它黑洞一样,天鹅座V404也不断吸食附近恒星的气体。虽然科学家早就知道黑洞会喷射物质,但天鹅座V404的喷射方式截然不同。这个黑洞的喷流不是笔直喷射,而是随时间任意改变喷流方向。

 

天鹅座V404黑洞艺术概念图,正在吸食附近恒星的物质,同时喷射长长的等离子体喷流

 

科学家将天鹅座V404的奇异现象称之为“旋转陀螺的摇晃”。它喷射的喷流速度很快并且在短短数小时内就改变方向。这项研究由国际射电天文研究中心(ICRAR)领导,研究论文刊登在《自然》杂志上。

 

科学家认为旋转喷流因吸积盘(被捕获的恒星物质构成)与天鹅座V404不重合导致。强烈的辐射导致吸积盘内部膨胀成一个甜甜圈形结构,导致它像陀螺一样旋转。研究论文主执笔人、澳大利亚科廷大学教授詹姆斯·米勒-琼斯表示:“这是我见过的最引人注目的黑洞系统之一。”

 

天鹅座V404艺术概念图。科学家认为旋转喷流因吸积盘(被捕获的恒星物质构成)与天鹅座V404不重合导致

 

琼斯指出:“与很多黑洞一样,天鹅座V404也以附近的一颗恒星为食,不断剥离恒星的气体并形成一个环绕自己的物质盘。这个物质盘在引力的作用下朝着天鹅座V404螺旋行进。我们一直认为物质盘和黑洞是重合的,但天鹅座V404是个例外。这导致物质盘内部像旋转的陀螺一样摇晃并朝着四面八方喷射等离子体喷流。”

 

天鹅座V404喷流艺术概念图,钟面上的每个指针对应一个不同时刻的喷流

 

随着这个黑洞系统的继续旋转,周围的时空也被巨大的引力扭曲。1989年,科学家首次观测到天鹅座V404,当时这个黑洞上演规摸巨大的喷流和辐射大爆发。天鹅座V404座落于天鹅座,距地球大约8000光年。2015年,天鹅座V404再一次上演明亮的爆发。持续两周的爆发吸引了很多天文学家的目光。借助甚长基线阵列(一个射电望远镜网络),科学家继续对这个系统进行观测,但捕获的喷流活动较为模糊。

 

艺术概念图,旋转黑洞扭曲周围的时空。天鹅座V404的旋转导致吸积盘膨胀并形成一个甜甜圈形结构

 

研究论文合著者、阿尔伯塔大学博士生亚历克斯·特塔伦克表示:“这些喷流的变化速度极快,在长达4小时的影像中。我们只看到模糊的画面。这就像用1秒快门速度拍摄瀑布照片。”为了对这一现象进行更为详尽的研究,科学家获取了103幅个体图像而后将它们拼接在一起。

 

科学家希望研究发现能够帮助他们进一步了解宇宙内的极端事件。研究论文合著者、科廷大学教授格玛·安德森表示:“如果一个黑洞的旋转与物质的坠落不重合,当这个黑洞开始快速进食,你就会发现这种现象。宇宙中存在其它一系列明亮的爆炸性事件,例如超大质量黑洞快速进食或者黑洞撕裂恒星的潮汐瓦解事件。”

 

艺术概念图,银河系中央的超大质量黑洞

 

黑洞里面有什么?

 

黑洞是宇宙内的一种奇异天体,拥有异乎寻常的引力,就连光线也无法逃脱它们的魔爪。如果与黑洞距离太近或者穿过所谓的事件视界(光线都无法逃脱的不可返回点),你就会被黑洞捕获或者摧毁。如果是一个小黑洞,你永远无法在这种亲密接触中幸存。事件视界附近的潮汐力足以拉伸任何物质,直至将它们变成一串原子。这个过程被物理学家形象地称之为“面条化”。

 

如果是大黑洞,例如质量达到太阳数千万倍的银河系中央超大质量黑洞,穿过事件视界可能是“平凡之事”。这是因为我们有可能从我们的世界活着穿越到黑洞世界。长久以来,物理学家和数学家一直在猜想黑洞世界的状态。他们利用爱因斯坦的广义相对论猜测黑洞内部构造。在观察者抵达黑洞中央或者奇点前,广义相对论的方程式仍能成立。根据理论学家的计算,奇点的时空曲率无限大。



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