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看!有气体流向黑洞

看!气体流入黑洞

2019

漫画:姜鹏

即使黑洞看上去像甜甜圈一样普通,它仍然是世界上最神秘,最引人注目的物体之一。

不久前,学术期刊《自然》杂志发表了一项由中国极地研究中心,中国科学院国家天文台和中国科学技术大学联合开展的黑洞研究的重要成果。国内外多家科研院所和大学。该论文的标题为《供给类星体超大质量黑洞吸积盘燃料的核区快速内流》。

是的,这项研究与其标题一样令人难以理解。简而言之,中国科研团队的贡献是为重要的黑洞理论吸积理论寻找真正的观测证据。

“银河系是宇宙中的基本单位。天文学家认为,几乎所有星系的中心都存在超大质量黑洞。大多数星系中的超大质量黑洞是'安静的';某些星系中的超大质量黑洞是“活跃”“有大量气体流入黑洞,形成发光的吸积盘。该星系中心的亮度远远超过该星系的整体平均亮度。我们称该星系为类星体。”论文的作者之一,来自南极天文学研究室的中国极地研究中心副教授姜鹏介绍了这一情况。

黑洞为什么会变黑?因为它具有很高的质量和重力,所以它就像“吞咽的嘴巴”,即使光线也无法逃脱。但是“类星体是宇宙中最明亮的物体之一,在遥远的星系中是一种巨大的发光”。

类星体为什么明亮?黑洞积聚理论认为是因为银河系气体降落到距黑洞约一光年的位置。由于黑洞的强大重力和高速旋转,形成了盘状气流,即吸积盘。吸积盘中的气体与高速碰撞发生碰撞并变得极热,释放出相当于太阳亮度数百亿倍的能量。发光远超过整个星系,因此人们看到像甜甜圈一样的明亮环。

但这只是一个理论模型。之前没有人看到过有气体流入黑洞积聚盘,因此,不确定究竟是什么在为发光的“甜甜圈”加油。科学家甚至还不确定半径约10,000光年至100,000光年的广阔星系中的星际物质是否能够准确地找到黑洞的位置并精确地沿该方向流动。 “这个难度大体上是等效的。数百步戴着杨铜币。”姜鹏幽默地说。

不久前,江鹏的研究小组观察到了气体进入吸积盘的流动,并找到了重要的证据来证明黑洞吸积理论,这使该理论成为最后一个难题。

他介绍说,气体流入吸积盘的原因很难证明。最大的困难之一是“黑洞距离我们太远,无法清晰看到。”他们研究的黑洞之一是距地球约125亿光年。针对这一问题,研究小组率先提出了利用宇宙中最丰富的氢和氦元素的光谱吸收线特征来跟踪气流的方法。

通过光谱法追踪氢和氦,他们发现气体正向观察者移动,并流入银河系的核,即黑洞的方向。并且速度继续从每秒0公里增加到5000公里,这表明气体在黑洞的引力作用下不断加速。 “ 5000 km/s对应于吸积盘外边界黑洞重力的自由下落速度。从运动学上可以直接证实气体确实已经到达吸积盘。”姜鹏解释。

因此,该团队已使用氢和氦吸收线对黑洞的积聚和流出过程进行了10年的研究,并取得了一系列成果。在他们搜索的100,000多个类星体中,有8个向他们展示了这一过程。 “由于这种气流进入视线对准的可能性很小,因此只有当宇宙在我们眼前显示此过程时,我们才能看到它。但这足以验证是否有气体流入吸积盘,可以说是“从0突破到1”,”他说。

“暗物质,暗能量,黑洞,宇宙起源,天体起源,生命起源,被统称为'两个黑暗与一个黑色三个起源',是最重要的基础科学问题。”姜鹏告诉记者,黑洞相关研究取得重大突破的一个重要原因是人类一直在探索其起源。

一个普通人和一个黑洞之间有什么关系?

江鹏说,从宇宙的演化到星系的演化,再到地球的演化,是生命的起源,是密不可分的。从这个链条可以看出,星系的演化是连接人类和宇宙的必经之路。在星系演化过程中,黑洞与星系的相互作用,包括黑洞的增生与流出,能量交换等,都是极为重要的环节。 “我们所生活的银河系中心还有一个黑洞。如果它活跃,我们将无法生存。”

难怪,黑洞是如此迷人。

中国青年报中国青年网记者张伟

漫画:姜鹏

即使黑洞看上去像甜甜圈一样普通,它仍然是世界上最神秘,最引人注目的物体之一。

不久前,学术期刊《自然》杂志发表了一项由中国极地研究中心,中国科学院国家天文台和中国科学技术大学联合开展的黑洞研究的重要成果。国内外多家科研院所和大学。该论文的标题为《供给类星体超大质量黑洞吸积盘燃料的核区快速内流》。

是的,这项研究与其标题一样令人难以理解。简而言之,中国科研团队的贡献是为重要的黑洞理论吸积理论寻找真正的观测证据。

“银河系是宇宙中的基本单位。天文学家认为,几乎所有星系的中心都存在超大质量黑洞。大多数星系中的超大质量黑洞是'安静的';某些星系中的超大质量黑洞是“活跃”“有大量气体流入黑洞,形成发光的吸积盘。该星系中心的亮度远远超过该星系的整体平均亮度。我们称该星系为类星体。”论文的作者之一,来自南极天文学研究室的中国极地研究中心副教授姜鹏介绍了这一情况。

黑洞为什么会变黑?因为它具有很高的质量和重力,所以它就像“吞咽的嘴巴”,即使光线也无法逃脱。但是“类星体是宇宙中最明亮的物体之一,在遥远的星系中是一种巨大的发光”。

类星体为什么明亮?黑洞积聚理论认为是因为银河系气体降落到距黑洞约一光年的位置。由于黑洞的强大重力和高速旋转,形成了盘状气流,即吸积盘。吸积盘中的气体与高速碰撞发生碰撞并变得极热,释放出相当于太阳亮度数百亿倍的能量。发光远超过整个星系,因此人们看到像甜甜圈一样的明亮环。

但这只是一个理论模型。之前没有人看到过有气体流入黑洞积聚盘,因此,不确定究竟是什么在为发光的“甜甜圈”加油。科学家甚至还不确定半径约10,000光年至100,000光年的广阔星系中的星际物质是否能够准确地找到黑洞的位置并精确地沿该方向流动。 “这个难度大体上是等效的。数百步戴着杨铜币。”姜鹏幽默地说。

不久前,江鹏的研究小组观察到了气体进入吸积盘的流动,并找到了重要的证据来证明黑洞吸积理论,这使该理论成为最后一个难题。

他介绍说,气体流入吸积盘的原因很难证明。最大的困难之一是“黑洞距离我们太远,无法清晰看到。”他们研究的黑洞之一是距地球约125亿光年。针对这一问题,研究小组率先提出了利用宇宙中最丰富的氢和氦元素的光谱吸收线特征来跟踪气流的方法。

通过光谱法追踪氢和氦,他们发现气体正向观察者移动,并流入银河系的核,即黑洞的方向。并且速度继续从每秒0公里增加到5000公里,这表明气体在黑洞的引力作用下不断加速。 “ 5000 km/s对应于吸积盘外边界黑洞重力的自由下落速度。从运动学上可以直接证实气体确实已经到达吸积盘。”姜鹏解释。

因此,该团队已使用氢和氦吸收线对黑洞的积聚和流出过程进行了10年的研究,并取得了一系列成果。在他们搜索的100,000多个类星体中,有8个向他们展示了这一过程。 “由于这种气流进入视线对准的可能性很小,因此只有当宇宙在我们眼前显示此过程时,我们才能看到它。但这足以验证是否有气体流入吸积盘,可以说是“从0突破到1”,”他说。

“暗物质,暗能量,黑洞,宇宙起源,天体起源,生命起源,被统称为'两个黑暗与一个黑色三个起源',是最重要的基础科学问题。”姜鹏告诉记者,黑洞相关研究取得重大突破的一个重要原因是人类一直在探索其起源。

一个普通人和一个黑洞之间有什么关系?

江鹏说,从宇宙的演化到星系的演化,再到地球的演化,是生命的起源,是密不可分的。从这个链条可以看出,星系的演化是连接人类和宇宙的必经之路。在星系演化过程中,黑洞与星系的相互作用,包括黑洞的增生与流出,能量交换等,都是极为重要的环节。 “我们所生活的银河系中心还有一个黑洞。如果它活跃,我们将无法生存。”

难怪,黑洞是如此迷人。

中国青年报中国青年网记者张伟