南安普敦大學 | 研究人員發(fā)現(xiàn)黑洞射流指向地球
指南者留學
2022-12-01 17:46:14
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<p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1669888344214/1669888344214.jpg" width="480" height="297" /></p>
<p>一組國際天文學家,包括來自南安普頓大學和麻省理工學院 (MIT) 的科學家,發(fā)現(xiàn)了一個信號,該信號可能來自相對論物質射流,以接近光。</p>
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<p>發(fā)表在《自然天文學》上的研究小組認為,這個名為“AT 2022cmc”的信號來自黑洞射流,它突然開始吞噬附近的一顆恒星,并在此過程中釋放出巨大的能量。</p>
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<p><strong><span class="h1">南安普頓大學研究生研究員 Noel Castro Segura 博士說:</span></strong></p>
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<p>“潮汐破裂事件 (TDE) 是一種罕見的事件,在一個星系中大約每百年發(fā)生一次。檢測這些事件需要在幾天的時間尺度內監(jiān)測夜空的變化。</p>
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<p>“到目前為止,只檢測到一百個 TDE——檢測到這一非同尋常的事件對我們來說是一項偉大的成就。”</p>
<p><br /><strong><span class="h1">協(xié)作發(fā)現(xiàn)</span></strong></p>
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<p>研究人員的發(fā)現(xiàn)被發(fā)布到一份天文學通訊上,該信號引起了世界各地天文學家的注意,其中包括麻省理工學院、美國宇航局和南安普頓大學的科學家。</p>
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<p>Castro Segura 博士說:“AT 2022cmc 是一種核瞬變,模仿一種特殊類型的活躍超大質量黑洞,其中粒子被噴射到地球方向,形成射流,這些粒子以光速運動。</p>
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<p>它代表了在 TDE 中觀察到的此類行為的首次檢測之一。為得出這一結論,包括 Castro Segura 博士在內的跨學科專家小組與其他已知的瞬態(tài)事件進行了細致的比較,從而使團隊能夠推出其他可能的情景。</p>
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<p>在接下來的幾天里,多臺望遠鏡聚焦于該信號,以收集 X 射線、紫外線、光學和無線電波段多個波長的更多數(shù)據(jù),以了解是什么可能產生如此巨大的光量。</p>
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<p>現(xiàn)在,麻省理工學院的天文學家與卡斯特羅塞古拉博士一起確定了信號的可能來源。</p>
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<p><img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1669888104450/1669888104450.gif" width="367" height="338" /></p>
<p><strong><span class="h1">潮汐中斷事件</span></strong></p>
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<p>今年早些時候,天文學家正在監(jiān)測 Zwicky 瞬變設施的數(shù)據(jù),這是一項位于加利福尼亞州帕洛瑪天文臺的全天巡天,當時他們在前一天晚上沒有觀察到這種光的部分天空中發(fā)現(xiàn)了異常閃光。根據(jù)最初的計算,閃光燈發(fā)出的光似乎比 1,000 萬億個太陽還要多。</p>
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<p>天文學家已經觀察到其他類似的“潮汐破壞事件”或 TDE,其中一顆路過的恒星被黑洞的潮汐力撕裂。</p>
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<p>“它們是恒星被位于星系中心的超大質量黑洞撕裂的結果,”卡斯特羅塞古拉博士說。</p>
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<p>AT 2022cmc 比迄今為止發(fā)現(xiàn)的任何 TDE 都亮。該源也是迄今為止探測到的最遠的 TDE,距離大約 85 億光年——超過宇宙的一半。</p>
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<p>該團隊表示,黑洞的噴流可能直接指向地球,這使得信號看起來比噴流指向任何其他方向時更亮。效果是“多普勒增強”,類似于經過的警報器的放大聲音。</p>
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<p>AT 2022cmc 是有史以來發(fā)現(xiàn)的第四個多普勒增強 TDE,也是自 2011 年以來觀察到的第一個此類事件。它也是第一個使用光學巡天發(fā)現(xiàn)的 TDE。</p>
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<p>隨著未來幾年更強大的望遠鏡啟動,它們將揭示更多的 TDE,這可以揭示超大質量黑洞如何生長并塑造它們周圍的星系。</p>
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<p>麻省理工學院卡夫利天體物理與空間研究所的合著者 Matteo Lucchini 說:“我們知道每個星系都有一個超大質量黑洞,它們在宇宙的最初一百萬年中形成得非???。</p>
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<p>“這告訴我們它們進食速度非???,盡管我們不知道進食過程是如何進行的。所以像 TDE 這樣的來源實際上可以很好地探索這個過程是如何發(fā)生的。”</p>
<p><br /><strong><span class="h1">喂食狂潮</span></strong></p>
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<p>在 AT 2022cmc 的初步發(fā)現(xiàn)之后,麻省理工學院使用中子星內部合成探測器 (NICER) 專注于信號,這是一種在國際空間站上運行的 X 射線望遠鏡。</p>
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<p>來自麻省理工學院的共同作者 Dheeraj “DJ” Pasham 說:“前三天一切看起來都很正常。然后我們用 X 射線望遠鏡觀察,發(fā)現(xiàn)光源太亮了。”</p>
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<p>他繼續(xù)說道:“通常情況下,天空中如此明亮的閃光是伽馬射線暴——從大質量恒星坍塌中噴出的極端 X 射線射流。這一特殊事件的威力是最強大的伽馬射線暴的 100 倍余輝。</p>
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<p><strong><span class="h1">“這是非同尋常的事情。”</span></strong></p>
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<p>該團隊隨后收集了來自其他 X 射線、無線電、光學和紫外線望遠鏡的觀測結果,并在接下來的幾周內跟蹤了信號的活動。</p>
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<p>他們觀察到,最顯著的特性是信號在 X 射線波段的極端亮度。他們發(fā)現(xiàn)來自 AT 2022cmc 的 X 射線輻射在幾周內大幅波動了 500 倍。</p>
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<p>他們懷疑這種極端的 X 射線活動一定是由“極端吸積事件”驅動的——這種事件會產生巨大的攪動盤,例如潮汐瓦解事件,其中一顆破碎的恒星在墜落時會產生碎片漩渦進入黑洞。</p>
<p><br /><strong><span class="h1">如此遙遠的事件怎么會在我們的天空中顯得如此明亮?</span></strong></p>
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<p>該團隊發(fā)現(xiàn) AT 2022cmc 的 X 射線光度與之前檢測到的三個 TDE 相當,但更亮。這些明亮的事件恰好產生了直接指向地球的物質噴流。</p>
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<p>研究人員想知道:</p>
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<p>如果 AT 2022cmc 的亮度是類似的地球目標噴射流的結果,那么噴射流必須移動多快才能產生如此明亮的信號?</p>
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<p>為了回答這個問題,麻省理工學院的團隊對信號數(shù)據(jù)進行了建模,假設該事件涉及一架直飛地球的噴氣式飛機。</p>
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<p>“我們發(fā)現(xiàn)噴射速度是光速的 99.99%,”Lucchini 說。</p>
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<p>“要產生如此強烈的射流,黑洞必須處于極其活躍的階段——‘過度進食的狂熱’。</p>
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<p>帕沙姆估計:“它可能正在以每年一半太陽質量的速度吞噬這顆恒星。</p>
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<p>“很多這種潮汐破壞發(fā)生在早期,我們能夠在一開始就捕捉到這一事件,在黑洞開始以恒星為食的一周內。”</p>
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<p>Lucchini 補充說:“我們預計未來會有更多此類 TDE。然后我們也許可以最終說出黑洞究竟是如何發(fā)射這些極其強大的噴流的。”</p>
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<p>注:本文由院校官方新聞直譯,僅供參考,不代表指南留學態(tài)度觀點。</p>
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