银河系的黑洞正在上演一场精彩的灯光秀

知新了了 2025-02-19 10:57:17

美国宇航局的旗舰太空望远镜捕捉到了黑洞周围过热物质盘的耀斑,揭示了银河系核心的动态和爆炸物理现象。

一个研究小组分析了韦伯太空望远镜最近的观测数据后发现,我们银河系中心的黑洞正在经历一连串的耀斑,从闪烁到明亮的喷发。

观测结果详细描述了人马座A*附近的极端环境,人马座A*是银河系中心的超大质量黑洞。人马座A*的质量大约是太阳的400万倍,它被一个由物质组成的圆盘包围着,这些物质被人马座A*不可阻挡的引力吸向黑洞。根据西北大学的一份新闻稿,最近的观测是迄今为止对黑洞最长、最详细的观测。

根据该团队最近发表在《天体物理学杂志快报》上的研究,黑洞的吸积盘充满了能量耀斑,这为黑洞如何影响其周围环境提供了线索。黑洞仍然是宇宙中最令人困惑的物体之一。

西北大学的天文学家、该研究的主要作者法哈德·尤瑟夫-扎德(Farhad Yusef-Zadeh)在一份大学新闻稿中说:“基本上所有超大质量黑洞都有耀斑,但我们的黑洞是独一无二的。”“它总是充满活力,似乎从未达到稳定状态。我们在2023年和2024年多次观测到黑洞,我们注意到每次观测的变化。”

人马座A*不时以X射线波长发出耀斑,更经常以红外线发出耀斑,这使它成为韦伯望远镜红外观测的主要目标。最近的观测是用望远镜的近红外相机(NIRCam)进行的。该望远镜总共观测了人马座A* 48小时,历时一年多。研究小组在一年中的不同时间点观察了黑洞,以了解它的耀斑是如何随时间变化的。

天文学家对黑洞耀斑的频率感到惊讶 —— 每天有五到六个大耀斑,较小的耀斑散布在较大的耀斑之间。Yusef-Zadeh说,这些闪光很可能是由于吸积盘的破坏,压缩了它的过热气体(等离子体),导致辐射爆发,类似于太阳产生的太阳耀斑。

“当然,这个过程更加戏剧性,因为黑洞周围的环境更有活力,也更极端,”Yusef-Zadeh说。“但太阳表面也充满了活动。”

2025年以一声巨响拉开了序幕。上个月,另一组研究人员首次从黑洞的核心探测到中红外耀斑。这些观测是用韦伯望远镜的中红外仪器(MIRI)进行的。除了这些数据可以解决的显而易见的问题 —— 我们的黑洞是如何与其周围环境中的物质相互作用的,以及它产生的耀斑是如何影响吸积盘及其他地方的 —— 这些观测结果还为韦伯的成就增添了一笔光彩。

韦伯望远镜负责研究宇宙历史上的每一个时期,它可以看到宇宙最早的一些光线,但它也可以揭示太阳系中物体的新细节,以及(正如这里所证明的)我们银河系中心的物质。

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