黑洞为宇宙中一些最明亮的物体提供了动力,那么为什么我们的地球如此平静?

2020年5月4日更新
艺术家的概念描绘了一个超大质量的黑洞,其质量是太阳质量的数百万至数十亿倍。 (Photo: NASA / JPL-Caltech [公共领域]/ Wikimedia Commons)

尽管黑洞被认为是无处不在的虚无,但得知黑洞是宇宙中最明亮的现象的原因,这可能令人惊讶。由于黑洞产生的强力将所有接近的物质撕裂,并将气体云变成灼热的灯塔,因此这种显着的对比是可能的。

有时,如以下NASA的动画所示'在喷气推进实验室,这些灯光显示的数量级可以达到'很难理解。 2019年7月31日,美国宇航局's Spitzer telescope 捕获了两个黑洞之间的轨道碰撞 产生了比万亿颗恒星还要明亮的光爆炸,是我们银河系亮度的两倍以上!

饥饿的宇宙炉

黑洞能够对这些敢于接近其影响范围的事物造成破坏,从而能够产生这些光的显示。当物质和气体旋向黑洞时'在中心处,它形成一个吸积盘,其中颗粒加热到数百万度。然后,该离子化物质沿旋转轴以双束射出。

根据我们从地球的角度来看,这些喷流被称为类星体(与地球成一定角度观察),大火星(直接指向地球)或射电星系(与地球垂直观察)。无论哪种方式,这些灯光秀都是已知的绝对最明亮的灯光,其伴随的无线电发射有助于研究人员发现否则可能无法发现的新黑洞。

我们自己的安静巨人

尽管大多数黑洞都具有足够的活性,可以在整个电磁频谱上产生光,但位于我们自己的银河系中心的超大质量黑洞相对安静。研究人员试图将其命名为人马座A *,其质量比我们自己的太阳大约400万倍,这是为什么这个巨人是个沉睡的人。

"作为一个黑洞,作为一个充满活力的系统,它's almost dead,"夏威夷希洛的中国科学院天文学与天体物理研究所的Geoffrey Bower 告诉广达杂志.

差不多,但是不完全是。 2019年5月,在夏威夷WM凯克天文台观察红外线的射手座A *的科学家惊讶地发现它会产生非常明亮的耀斑。您可以在下面查看事件的延时。

"黑洞是如此之明亮,以至于我最初误认为它是恒星S0-2,因为我从未见过Sgr A *这么明亮,"加州大学洛杉矶分校的天文学家Tuan Do 告诉ScienceAlert. "在接下来的几帧中,很明显,光源是可变的,必须是黑洞。我几乎马上就知道黑洞可能正在发生一些有趣的事情。"

虽然它'爆发可能是由于射手座A *与气体云或其他物体接触造成的,研究人员急切地希望了解有关其进食方式和相对缺乏一般活动的更多信息。

SOFIA可能会提供答案

流线显示在银河系巨大黑洞周围的尘埃环的彩色图像上分层的磁场。
流线显示在银河系巨大黑洞周围的尘埃环的彩色图像上分层的磁场。 (照片:尘埃和磁场:NASA / SOFIA;星场图像:NASA /哈勃太空望远镜)

可以解释我们银河系中心相对安静的最新升级是新的高分辨率机载宽带摄像机Plus(HAWC)+),是去年夏天添加到NASA的'为红外天文学(SOFIA)开发的平流层天文​​台。

HAWC+能够以极高的灵敏度测量黑洞产生的强大磁场。当它指向射手座A *时,研究人员发现其磁场的形状和功率可能会将气体推入其周围的轨道中。因此阻止气体进入其中心并触发稳定的辉光。

"磁场的螺旋形状将气体引导进入黑洞周围的轨道,"美国宇航局的科学家达伦·道威尔(Darren Dowell)说'喷气推进实验室,HAWC的首席研究员+仪器和研究的主要作者, 在声明中说. "这可以解释为什么我们的黑洞安静而其他人活跃的原因。"

研究人员希望像HAWC这样的仪器+以及更多的观察 来自全球事件地平线望远镜(EHT),可能有助于进一步阐明我们的银河系之一'最神秘的物体。

"这是我们真正了解磁场和星际物质如何相互作用的第一批实例,"加州NASA艾姆斯研究中心大学太空研究中心天体物理学家Joan Schmelz补充说'是美国硅谷的合著者,他在一篇论文中描述了这些观察结果。"HAWC+ is a game-changer."