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发布时间：2024-09-21 06:02:48
今天揭晓证据！结束关于恒星质量黑洞爆发X射线的争论！
2019-01-14 20:14:25
来源：网络整理
作者：管理员
近日，一项新的研究发现，黑洞的“光回波”揭示了耀眼的x射线耀斑背后的线索，来自NASA的国际空间站上的一种仪器中子星内部成分探测器帮助揭示了黑洞如何释放明亮的x射线耀斑，多年来关于推动恒星质量黑洞爆发的演化争论在今天终于盖棺定论！
在早前的研究中，我们知道，当气体和尘埃被吸入黑洞时，它们会爆发出高能x射线，这一过程通常持续约一年。如果我们能够更好地理解这些爆发，即所谓的瞬态事件，将有助于理解黑洞如何影响其宿主星系的命运。然而，科学家们一直在争论这些明亮的耀斑从何而来。一种可能是，坠入黑洞的碎片旋转环发生了变化，也就是所谓的吸积盘（一种由弥散物质组成的、围绕中心体转动的结构），此时吸积盘的内部边缘会经历巨大的摩擦，以至于可以达到1000万摄氏度甚至更高。另一种可能涉及到黑洞的日冕——漂浮在黑洞两极上方的高能粒子团，其温度可高达10亿摄氏度。
黑洞的日冕(用淡紫色描绘)自旋向上形成高能射流并从系统中喷射出去
为了帮助解决这一争议，科学家们研究了一个名为MAXI J1820+070的黑洞的瞬态事件，该黑洞是由国际空间站上的全天空x射线图像(MAXI)监测器于2018年发现的。这个黑洞的质量大约是太阳的10倍，距离地球近1万光年，位于狮子座方向。
研究人员使用空间站上的中子星内部成分探测器(better)来监测x射线耀斑的演化。当黑洞吞噬来自伴星的物质时，他们以前所未有的细节绘制了黑洞周围的区域。使得整个黑洞系统变得非常明了，这个黑洞从完全不可观测到成为x射线天空中最亮的源之一，整个时间跨度只有几天。科学家们能够从中收集到爆发过程中x射线的能量和时间的高度精确测量数据。这帮助他们在这次爆发中探测到“回波”——来自日冕的x射线反射到吸积盘，并以不同的能量和角度向地球快速移动，而不是直接从日冕移动。
黑洞MAXI J1820+070的照片
研究人员发现，在耀斑的整个过程中，直接从日冕发出的x射线与第一次反射到吸积盘的x射线之间的毫秒级时间滞后显著降低。研究人员说，这表明要么是吸积盘，要么是日冕在爆发过程中改变了形状，因此可能是它们推动了爆炸
科学家称“我们测量光的回声与蝙蝠利用回声定位绘制黑暗洞穴的方法类似，通过此方法我们可以来测量黑洞附近的区域。”为了观察黑洞的哪个部分在耀斑期间改变了形状，科学家们研究了一种被称为“铁线”的光模式。吸积盘中的铁原子只有在受到激励时才会发出这种光，比如黑洞日冕发出的x射线。根据爱因斯坦的狭义相对论，在黑洞附近发现的强引力场会扭曲时间。因此，在吸积盘的内部边界附近，铁线应该被拉长，因为那里的时间移动得比较慢。如果在溃决过程中吸积盘的形状发生了位移，那么铁线也会发生类似的变化。
科学家们发现，在溃决过程中，吸积盘的大小变化不大。相反，他们估计日冕在爆发后急剧缩小，在一个多月的时间里，从最初的100公里缩小到仅仅10公里。
这项结果直接终结了多年来关于是什么推动了恒星质量黑洞爆发的演化争论！吸积盘或者黑洞日冕？而现在，已经证明是日冕推动了进化。目前日冕收缩的原因尚不清楚。科学家认为其中一种可能性是因为吸积盘中物质雪崩坠入黑洞时产生的巨大压力。这些新发现将帮助我们解释物质是如何落入恒星质量的黑洞如MAXI J1820 + 070,而且超大质量黑洞数百万到数十亿倍太阳质量的因为这些黑洞潜伏在几乎每一个大星系的心，它们实际上是星系演化的主要驱动力。只有真正了解它们，我们才能解开宇宙真面目的冰山一角！
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