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发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性舞动 kaiyun官方

发布日期:2024-06-10 18:10    点击次数:75

  

  黑洞自旋终于找到更为有劲的不雅测笔据! kaiyun官方

  北京时候9月27日,海外顶刊《天然》(Nature)刊发一篇由中国科学家领衔的黑洞筹商效果论文,发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性舞动,舞动周期约为11年,振幅约为10度。这项筹商效果得手地将M87星系中心黑洞喷流的能源学与该星系中心超大质地黑洞的景况磋商起来,为M87黑洞自旋的存在提供了不雅测笔据。这是继2019年首张黑洞“甜甜圈”相片和本年4月黑洞全景相片发布后,黑洞筹商限制又一要紧效果。

歪斜吸积盘模子的暗示图 图片开始:央视新闻

  据央视新闻9月27日音信,近日,由来险恶众45个筹商机构的科研东谈主员构成的海外科研团队通过分析多个甚长基线干预测量(VLBI)网在2000年至2022年的不雅测数据,发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性舞动,舞动周期约为11年,振幅约为10度。这一景色允洽爱因斯坦的广义相对论对于“要是黑洞处于旋转景况,会导致参考系拖曳效应”的展望。这项筹商效果得手地将M87星系中心黑洞喷流的能源学与该星系中心超大质地黑洞的景况磋商起来,为M87黑洞自旋的存在提供了有劲的不雅测笔据。这一效果在北京时候9月27日在海外学术期刊《天然》发表。

  据新华社,这项最新筹商效果的论文第一作家兼通信作家、之江试验室博士后崔玉竹先容,愚弄甚长基线干预测量(VLBI)技能,科研东谈主员在解析M87黑洞喷流结构历程中,惊叹地发现东亚VLBI网在2017年3月不雅测到的M87黑洞喷流指向,与以往有所不同。紧盯这一蛛丝马迹,通过深远分析近23年来大宽敞个VLBI网的不雅测数据,最终发现M87黑洞喷流呈现周期性舞动,舞动周期约为11年,振幅约为10度。这初次为黑洞自旋表面提供了最有劲的不雅测笔据。

  活跃星系中心的超大质地黑洞,是天下中最具梗阻性且最隐私的天体之一。它们引力高大,通过吸积盘“吃进”多数物资,同期也将物资以接近光速的高速“吐出”到数千光年除外。但是,超大质地黑洞、吸积盘和喷流之间的能量传输机制是奈何的?这是一个困扰了物理学家和天文体家一个多世纪的困难。现在,科学家们无为罗致的表面以为,黑洞的角动量是能量的开始,一种可能是要是黑洞临近存在磁场且黑洞处于旋转景况,会如导体切割磁力线一般产生电场,从而加快黑洞周围的电离体,最终部分物资会佩带高大的能量被喷射出去。其中,超大质地黑洞的自旋,是这一表面的要害身分。但黑洞自旋参数极难测量,致使黑洞是否处于旋转景况于今尚莫得径直的不雅测笔据。

  上图:2013年至2018年时间每两年团结后的M87喷流结构下图:基于2000年至2022年以一年为单元团结的图像得出的最好拟合戒指

  M87星系是一个距离地球5500万光年的隔壁星系,其中心有一个质地比太阳大65亿倍的黑洞,天文体家在1918岁首次在光学波段不雅测到M87中的喷流,这亦然东谈主类不雅测到的第一个天下喷流。这些特征让M87星系成为了天文体家筹商黑洞与喷流之间关系的最好预备源,天文体家大致利器具有超高角分辨率的VLBI技能解析出特殊连络黑洞的喷流结构。科研东谈主员通过分析最近23年来的VLBI不雅测数据,得手地捕捉到M87中喷流的周期性进动。

  天下中到底有什么力量不错划定地篡改这一能量高大的喷流的标的?经过分析,筹商团队算计问题的谜底可能就藏匿在吸积盘的能源学性质中:具有一定角动量的物资会绕着黑洞作轨谈畅通并变成吸积盘,它们受到黑洞的引力会握住地连络黑洞直到不成逆地被“吸食”到黑洞里。但是,吸积盘的角动量可受多种立地身分影响,极有可能与黑洞自旋轴存在一定夹角。

黑洞拿获气体的物理历程被称为“吸积”,这种落向黑洞的气体则被称为吸积流,其处在等离子体景况。(图片开始:央视新闻)

  但黑洞的超强引力会对周围的时空产生要紧的影响,会导致临近的物体沿着黑洞的旋转标的被拖曳,即爱因斯坦的广义相对论展望的“参考系拖曳效应”,进而激发吸积盘和喷流周期性的进动。要是把M87黑洞的自旋标的视为垂直于大地,那么吸积盘就如同与大地变成一定角度的陀螺螺体,而激荡的陀螺轴则是一谈长达5000光年的喷流。不同的是,陀螺畅通的支点在它的下方,而吸积盘的畅通中心是其中心的黑洞。

  筹商团队基于不雅测戒指进行了多数精细的表面调研和分析,并使用超等狡计机进行了最新的联结了M87性质的数值模拟。数值模拟的戒指阐述了当吸积盘的旋转轴与黑洞的自旋轴存在夹角时,会因参考系拖曳效应导致扫数吸积盘的进动,而喷流受吸积盘的影响也产生进动。探伤到喷流的进动可为M87中心黑洞的自旋提供有劲的不雅测笔据,带来对超大质地黑洞性质的新阐明。

图片开始:央视新闻 (图文无关)

  云南大学中国西南天文筹商所副筹商员林伟康浮现,天然自旋是黑洞表面的基础假定,但此前并莫得径直不雅测阐述。这次筹商得手地将M87黑洞喷流能源学,与该星系中心超大质地黑洞景况磋商起来,在支执基础表面的同期,为进一步揭开黑洞的隐私面纱提供了要害要素。

  甚长基线干预测量(VLBI)技能,能将位于人人不同场合的多个射电千里镜统扫数来,达到一架超大千里镜的不雅测效果。在这项最新筹商中,使用了包括东亚VLBI网在内的多个海外不雅测网数据,人人共有跨越20个射电千里镜为此项筹商作念出了孝顺,其中包括中国科学院上海天文台65米天马千里镜和新疆天文台南山26米射电千里镜。

  自2017年起,我国的这两台射电千里镜执续参与东亚VLBI网不雅测,差别在提高不雅测明智度和角分辨率上发扬了要紧作用。据中国科学院上海天文台台长沈志强先容,该台已于近期在西藏日喀则开工建筑一台40米射电千里镜,建成后将进一步教会东亚VLBI网的高分辨率毫米波成像不雅测技艺。

  中国科学院国度天文台筹商员、“中国天眼”首席科学家、之江试验室狡计天文首席科学家李菂以为 kaiyun官方,我国科学家牵头获得的这项筹商效果,离不开射电天文体与狡计科学的深度会通。跟着数据握住积攒,之江试验室正在将东谈主工智能、云狡计等技能引入到天文限制,多学科联袂共同探索天下深邃。



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