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最详细的观测资料环绕黑洞

2022-06-02 14:33:43 来源: 用户: 

对ESO极其敏感的引力仪器进一步证明了长久以来的假说,即超大质量黑洞潜伏在银河系中心。新的观测结果表明,约30%的光速在事件视界之外的圆形轨道中围绕旋转的气体团旋转——首次观测到该物质处于接近不归点的轨道中,最详细的观测结果是处于接近黑洞的轨道中的物质。

欧洲南方天文台在VLT干涉仪上的重力仪器已经被包括欧洲南方天文台[1]在内的欧洲联盟机构的科学家用来观测人马座A *周围吸积盘的红外辐射耀斑。银河系的中心。观察到的耀斑提供了一个期待已久的确认,即我们银河系中心的物体是一个超大质量黑洞,正如人们一直认为的那样。耀斑起源于非常接近黑洞视界的物质轨道——这些是对围绕黑洞轨道运行的物质的最详细的观察。

虽然吸积盘中的某些物质——人马座A *轨道气体以相对论速度[2]——可以安全地绕轨道运行,但任何过于靠近的东西都注定会超越事件视界。物质能够绕行黑洞的最近点,而不是被巨大的质量不可抗拒地向内拉,称为最里面的稳定轨道,从这里观测到的耀斑就是源于此。

MPE的科学家奥利弗普福尔(Oliver Pfuhl)惊叹道:“真的见证了物质以30%的光速在一个巨大的黑洞中运行,这真是不可思议。”"重力的高度敏感性使我们能够以前所未有的细节实时观察吸积过程."由于国际合作和最先进的仪器[3],这些测量是可能的。重力仪器使这项工作成为可能,它将VLT欧洲南方天文台的四个望远镜的光线结合起来,创建了一个直径为130米的虚拟超级望远镜,并被用于探测人马座A *的性质。

今年早些时候,重力和SINFONI是VLT上的另一个仪器,它让同一个团队精确测量了S2星在经过人马座A *附近的极端引力场时的短程飞行,并首次揭示了爱因斯坦广义相对论在如此极端环境下预测的效应。在S2的短暂飞行中,也观测到了强烈的红外辐射。“我们正在密切关注S2,当然我们也一直在关注人马座A *,”普福尔解释道。“在我们的观测中,我们幸运地在黑洞周围发现了三个明亮的耀斑——这是一个幸运的巧合!”

这种发射来自非常靠近黑洞的高能电子,可以看作是三次突出的明亮耀斑,与质量接近400万太阳的黑洞轨道上热点的理论预测完全一致[4]。火炬被认为源于非常热的气体中的磁相互作用,它们非常靠近人马座A *。德国加尔兴的马克斯普朗克外星物理研究所(MPE)的莱因哈德根泽尔(Reinhard Genzel)解释说:“这一直是我们梦想的项目之一,但我们不敢希望它能这么快实现。”“关于人马座A *是超大质量黑洞的长期假说,根泽尔总结道:“该结果是对大规模黑洞范式的响亮确认。"

笔记

[1]这项研究是由CNRS格勒诺布尔阿尔卑斯大学巴黎天文台、科隆大学马克斯普朗克天文研究所的科学家进行的。天文重力中心和ESO。

[2]相对论的速度如此之大,以至于爱因斯坦相对论的影响变得显著。在人马座A *周围的吸积盘的情况下,气体以大约30%的光速移动。

[3]重力是由马克斯普朗克外星物理研究所(德国)、巴黎天文台莱西亚-PSL/CNRS/索邦大学/巴黎狄德罗大学和格勒诺布尔大学/法国国家科学院(法国)、马克斯普朗克天文研究所(德国)、科隆大学(葡萄牙)和欧洲南方天文台开发的。

[4]太阳的质量是天文学中使用的单位。等于我们最近的恒星太阳的质量,其值为1.9891030 kg。这意味着Sgr A *的质量比地球大1.3万亿倍。

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