“看见”黑洞!科学家首次观测到黑洞天体可见光

发布时间:2022年09月02日
       由日本科学家领导的国际天文学家团队今天宣布, 他们首次观察到黑洞周围发出的微弱可见光。事实上, 任何拥有中口径望远镜的人都可以亲眼目睹这种光。
       科学家表示, 这次观测到的这种亮度发生显着变化的可见光信号, 将有助于我们加深对物质螺旋进入黑洞的机制的理解。研究人员还发布了一段视频, 显示了在望远镜视野中看到的黑洞发出的光。
       研究团队在一份声明中明确表示, 使用孔径约为 20 厘米的望远镜, 可以观察到这种明亮的信号。来自黑洞的可见光黑洞被称为黑洞, 因为它们通常被认为是任何物质的死胡同。任何进入黑洞事件边界的物质都没有机会逃脱, 即使是光。但即将被黑洞吞噬的物质并没有直接落入黑洞, 而是会盘旋而下, 形成吸积盘。在这个吸积盘内部, 物质粒子之间的强烈摩擦会产生极高的温度, 甚至超过 1000 万摄氏度, 会发出强烈的辐射。早在40度前, 科学家们就在银河系内部发现了黑洞周围的吸积盘现象。此前的研究发现,

这种黑洞的吸积盘会对黑洞所在的宿主星系的动力学结构产生重大影响。例如, 周围有吸积盘的黑洞有时会产生强大的等离子体喷流, 被称为相对论喷流, 以接近光速的极高速度喷发, 能够穿越整个星系。如此强大的喷流可能会对星系的演化产生影响。然而, 首先完成这项研究的日本京都大学天文学家木村真理子和她的同事指出, 我们对吸积盘的结构仍然知之甚少, 因为物质正朝着黑洞中心盘旋而下。在这个过程中可能存在非常复杂的行为机制。为了更多地了解这个神秘的吸积过程, 研究人员研究了天鹅座 V404, 这是一个双星系统, 其中一个成员是一个质量约为太阳 9 倍的黑洞, 另一个成员恒星的质量比太阳稍大.双星系统距离地球约 7, 800 光年, 其中包含的黑洞是距离地球最近的黑洞之一。经过 26 年的休眠后, 天文学家在 2015 年检测到天鹅座 V404 的强烈 X 射线爆发, 持续了大约两周。黑洞吸积盘的剧烈活动使天鹅座 V404 短暂地成为可观测宇宙中最亮的 X 射线爆发的来源。在这次爆发事件之后, 研究人员立即检测到天鹅座 V404 发出的可见光闪光, 闪光周期从 100 秒到 150 分钟不等。通常, 天文学家监测 X 射线或射线中的黑洞, 而不是可见光。木村麻理子指出:我们的第一个这一次发现在可见光下可以以非常低的亮度看到黑洞周围的活动。 “这些发现表明, 完全有可能使用传统的光学望远镜而不是特殊的 X 射线或射线望远镜来观察黑洞现象, ”她说。
       对闪烁信号成因的不同解释在此之前, 天文学家也在X射线波段观察到了类似的闪烁现象。他们在监测黑洞天体 GRS1915 105 时注意到了这一点, 该天体位于天鹰座,

距离地球约 35, 900 光年。
       一种现象。 GRS1915 105 正在经历剧烈的吸积过程。基于这一观测事实, 天文学家最初认为这种闪烁可能是由于黑洞吸积盘内部由于快速吸积而导致的不稳定性造成的。然而, 天鹅座 V404 周围吸积盘的吸积率至少比其他也观察到类似闪烁现象的黑洞慢 10 倍。这表明高吸积率可能不是这种闪烁现象的主要原因。相反, 科学家们注意到, 无论是天鹅座 V404 还是 GRS1915 105, 这些黑洞通常与它们的伴星相距很远, 从而允许在它们周围形成更大的吸积盘结构。在这样的大型吸积盘结构中, 从吸积盘外侧向吸积盘内侧盘旋的物质可能一路不顺畅, 导致过程不稳定和振荡, 而这个过程可以只是被解释这些黑洞产生闪烁信号。科学家表示他们希望就相关主题开展国际合作研究以加深我们对这些极端天体的性质的理解。
       木村麻理子说:通过国际合作, 我们能够从位于全球 26 个不同地点的 35 台大型望远镜获得光学观测数据。我们希望未来有更多的人参与到黑洞双星的观测中来。该研究结果于本月早些时候发表在《自然》杂志上。