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研究人员发现指向地球的黑洞喷流

发表: 11月30日
黑洞喷射的照片
黑洞喷流吞噬附近的一颗恒星,释放出巨大的能量

一群国际天文学家, 包括来自GPK电子游戏官网入口和麻省理工学院的科学家,, 发现了一个可能来自物质相对论喷流的信号吗, 以接近光速的速度从超大质量黑洞中冲出.

发表在 自然天文学, 研究小组相信这个信号, 命名为“AT 2022cmc”, 来自于突然开始吞噬附近恒星的黑洞喷流, 在这个过程中释放了大量的能量.

 

GPK电子游戏官网入口的研究生诺尔·卡斯特罗·塞古拉博士说:

“潮汐破坏事件(TDEs)是一种罕见的事件,大约每一百年在一个星系中发生一次. 探测这些事件需要在天的时间尺度上监测夜空的变化.

“到目前为止,GPK电子游戏官网入口只探测到100个tde,探测到这一非凡事件对GPK电子游戏官网入口来说是一项巨大的成就.”

协作发现

研究人员的发现发表在一份天文学通讯上, 这个信号在哪里引起了全世界天文学家的注意, 包括麻省理工学院的科学家, 美国宇航局和GPK电子游戏官网入口.

卡斯特罗·塞古拉博士说:“AT 2022cmc是一种模拟特殊类型的活跃超大质量黑洞的核瞬态, 粒子被喷射到地球的方向, 产生了一种射流,这些粒子以光速移动.

它代表了在TDE中观察到的这种行为的第一个检测. 为了得出这一结论,一个跨学科的专家小组,包括博士. 卡斯特罗普, 与其他已知的瞬态事件进行了细致的比较,使团队能够推出其他可能的场景.

在接下来的几天里, 多个望远镜聚焦在信号上,以收集x射线中多个波长的更多数据, 紫外线, 光学, 还有无线电波段, 看看是什么能产生如此巨大的光.

现在麻省理工学院的天文学家们,和Dr. 卡斯特罗·塞古拉,已经确定了信号的可能来源.

黑洞喷射爆炸的动图
AT 2022cmc信号GIF图来源:Dheeraj Pasham (MIT)

潮汐破坏事件

今年早些时候, 天文学家正在监测兹威基瞬态设施的数据, 在加州帕洛马天文台进行的一项全天调查, 他们在天空中前一天晚上没有观测到这种光的地方发现了异常的闪光. 从最初的计算来看,这道闪光发出的光似乎比1000万亿个太阳还要多.

天文学家已经观测到其他类似的“潮汐破坏事件”,或tde, 一颗经过的恒星被黑洞的潮汐力撕裂.

“它们是一颗恒星被位于星系中心的超大质量黑洞撕裂的结果,卡斯特罗·塞古拉博士说.

AT 2022cmc比迄今为止发现的任何TDE都要亮. 这个源也是迄今为止探测到的TDE最远的,大约为8.50亿光年之外——超过半个宇宙.

该团队表示,黑洞的喷流可能直接指向地球, 使信号看起来比喷气机指向其他方向时更亮. 这种效果是“多普勒增强”,类似于经过的警报器的声音放大.

AT 2022cmc是迄今为止探测到的第四个多普勒增强TDE,也是自2011年以来观测到的第一个此类事件. 这也是第一个使用光学巡天发现的TDE.

随着更强大的望远镜在未来几年启动, 他们将揭示更多的tde, 这可以揭示超大质量黑洞是如何生长和塑造它们周围的星系的.

合著者Matteo Lucchini, 麻省理工学院卡弗里天体物理和空间研究所的研究员, 他说:“GPK电子游戏官网入口知道每个星系都有一个超大质量黑洞, 它们在宇宙最初的一百万年中迅速形成.

“这告诉GPK电子游戏官网入口,它们的进食速度非常快,尽管GPK电子游戏官网入口不知道这种进食过程是如何运作的. 所以像TDE这样的来源实际上可以很好地探测这个过程是如何发生的.”

疯狂

继AT 2022cmc的首次发现之后, 麻省理工学院利用中子星内部成分探测器(NICER)集中研究信号, 国际空间站上运行的x射线望远镜.

来自麻省理工学院的共同作者Dheeraj“DJ”Pasham说:“前三天一切看起来都很正常. 然后GPK电子游戏官网入口用x射线望远镜观察它,GPK电子游戏官网入口发现,光源太亮了.”

他接着说:“典型, 天空中如此明亮的闪光是伽马射线爆发——大质量恒星坍缩时喷射出的极端x射线喷射. 这个特殊的事件比最强大的伽马射线暴余辉强100倍.

“这是一件非同寻常的事情.”

然后,研究小组收集了其他x射线的观测数据, 广播, 光学, 和紫外线望远镜, 并在接下来的几周里追踪了信号的活动.

他们观察到,最显著的特性是信号在x射线波段的极端亮度. 他们发现,AT 2022cmc的x射线发射在几周内以500倍的幅度波动.

他们怀疑这种极端的x射线活动一定是由“极端吸积事件”驱动的,这一事件产生了一个巨大的搅动盘, 比如潮汐破坏事件, 在这个过程中,一颗破碎的恒星坠入黑洞时产生了一个碎片漩涡.

如此遥远的天体怎么会在GPK电子游戏官网入口的天空中显得如此明亮?

研究小组发现,AT 2022cmc的x射线光度与, 虽然比, 三个先前检测到的tde. 这些明亮的事件恰好产生了直接指向地球的物质喷流.

研究人员想知道:

如果AT 2022cmc的亮度是类似的地球瞄准射流的结果, 喷射物要移动多快才能产生如此明亮的信号?

为了回答这个问题, 麻省理工学院的团队对信号数据进行了建模, 假设这一事件涉及一架喷气式飞机径直冲向地球.

GPK电子游戏官网入口发现喷气机的速度是99.光速的99%,”Lucchini说.

“产生如此强烈的喷射, 黑洞一定处于一个非常活跃的阶段——“超级进食狂潮”.

帕沙姆估计:“它可能以每年太阳质量一半的速度吞噬这颗恒星.

“很多这种潮汐破坏发生在早期, GPK电子游戏官网入口能够在GPK电子游戏官网入口就捕捉到这个事件, 在黑洞开始吞噬恒星的一周内.”

Lucchini补充说:“GPK电子游戏官网入口预计未来会有更多这样的tde. 然后,GPK电子游戏官网入口也许能说,最终,黑洞究竟是如何发射这些极其强大的喷流的.”

 
观看:异常明亮的宇宙爆炸
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