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哈勃望远镜发现奇特黑洞吸积盘,科学家意外

2019年7月15日8:30 环球解密

    最近,哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)发现了一个奇特的黑洞吸积盘。它位于距离我们1.3亿光年的旋涡星系NGC 3147中心的超大质量黑洞周围。这个超大质量黑洞的质量大约是太阳的2.5亿倍。

    哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)发现了一个奇特的黑洞吸积盘。它位于距离我们1.3亿光年的旋涡星系NGC 3147中心的超大质量黑洞周围。

    这个新发现令天文学家非常惊讶。这是因为本来天文学家打算选择这个星系来验证关于低光度活动星系的标准模型。模型预测,只有当周围有大量星际气体被黑洞的引力场束缚时,才会形成吸积盘,随后造成大量辐射。这样的超大质量黑洞系统被称为类星体。而NGC 3147的超大质量黑洞周围的辐射强度很低,科学家一直以为这样的黑洞周围没有足够的星际物质来形成吸积盘。

    “然而我们却看到了一个薄吸积盘,就像一个缩小的类星体。我们根本没想到它会存在。”论文的第一作者,意大利罗马第三大学的圣斯特凡诺·比安基(Stefano Bianchi)教授解释说,“类似的吸积盘一般只会在亮度是达到NGC 3147的1000甚至10万倍的类星体中看到。显然我们现有的低光度活动星系标准模型是有问题的。”

    研究团队希望利用哈勃望远镜寻找类似活跃星系中的吸积盘。

    有趣的是,这个吸积盘提供了一个独特的测试爱因斯坦相对论的机会。根据广义相对论,吸积盘所发出的光会被黑洞强烈的引力扭曲。这样一来,天文学家就能够看到非常靠近黑洞的光的动态过程。

    “我们从未在可见光下如此清晰的看到相对论效应。”论文作者之一、美国空间望远镜研究所(STScI)的马克·切亚伯格(Marco Chiaberge)表示。

    研究人员使用了哈勃太空望远镜的成像光谱仪(STIS)来研究吸积盘。这个仪器能够将辐射分成多个单独的波长,以非常高的精度确定发光物体的速度,温度和其它特性。

    根据哈勃望远镜的观测,吸积盘以超过10%光速的速度绕黑洞旋转。在如此极端的速度下,吸积盘朝向地球转的一侧会变亮,而远离地球转的另一侧则会变暗。这种效应称为相对论射束效应。哈勃望远镜的观测结果还表明,由于吸积盘离黑洞很近,黑洞强大的引力甚至把光线拖拽到更红的波长。

    “这个发现非常有趣。我们可以看见黑洞周围的强大引力场影响了我们看到的光子。”比安基教授说。

    研究结果发表于2019年7月11日的《皇家天文学会月报》上。

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