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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.原文來自：https://en.m.wikipedia.org/wiki/Accretion_disk
https://www.sciencealert.com/m87-s-black-hole-is-firing-jets-that-look-way-faster-than-the-speed-of-light?perpetual=yes&limitstart=1
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浩瀚宇宙無限寬廣 穹蒼之美盡收眼底
簡要：M87*是M87星系中心的超大質量黑洞，它以近乎光線的速度發射物質噴氣流。黑洞吸引物質，其中一些物質被噴射返回到宇宙空間。這些被噴射的物質以噴射流或光束的形式沿著磁場線運動，由此產生噴射流。X射線數據顯示有兩結噴射流分別擁有6.3和2.4倍於光線的速度，而超光速運動可以解釋這一「違背物理規律」的速度。
家喻戶曉的黑洞正在M87星系的核心地帶噴發出以接近光速速度傳播著的物質射流。
這是一位藝術家對極大質量黑洞噴流的構想概念——美國國家航空航天局(NASA)/達納.貝裡/SkyWorks數碼
天文學家已經觀察其很長時間了，而這個頗受關注的位於梅西葉87星系中心的黑洞也就以M87*命名了。
就在去年，事件視界望遠鏡捕捉到了M87*的圖像，這也是有史以來第一個黑洞圖像。而該圖像僅是增加了M87*的聲望，但這也僅是一個開端。
(圖像為與事件視界望遠鏡合作集）
M87,是室女座中的超大橢圓星系，也被成為室女座A或NGC 4486，距離我們約5300萬光年。而它長度跨越大約240,000光年，比銀河系還略長一丟丟。
與銀河系微不足道的200個相比，它周圍環繞著令人難以置信的12,000個球狀星團。這使科學家們認為，與其他橢圓星體一樣，M87也是通過合併而變得如此龐大。
M87*(M87星)是M87中心的一個與所有SMBH中質量最高之一的超大質量黑洞(SMBH)。它比太陽大65億倍。M87*星距離我們有5500萬光年，它能噴射出具有相對論性質的物質射流並將其延伸到太空中約5,000光年的地方。
幾年前，哈勃望遠鏡在可見光和紅外光下都捕獲到了其噴射氣流的著名合成圖像。
(圖源自美國國家航空航天局NASA / 哈勃精選計劃團隊 / 空間望遠鏡研究所 / 大學天文研究協會）
多年來，天文學家一直在觀察不同波長的M87*的射流材料：無線電，光學還有X射線。現在，也是有史以來第一次，錢德拉X射線觀測顯示出該射流的各個部分以大於光速99％的速度運動。
1988年的M87在無線電和光學上的較早圖像。用甚大陣列射電望遠鏡和甚長基線陣列捕獲了電圖像，圖像可見於哈勃望遠鏡。來源—美國國家航空航天局，國家無線電天文臺 / 國家科學基金會，約翰·比雷塔(空間望遠鏡研究所 / 約翰霍普金斯大學天文單位）和相關大學公司–
天體物理學中心的拉爾夫·卡夫特｜哈佛&史密森尼(CfA)在新聞稿中表示：「這是首次使用X射線數據記錄黑洞噴流產生的極端速度。」 並稱，「我們需要錢德拉清晰的X射線視野來進行這些測量。」
卡夫最近在夏威夷檀香山舉行的美國天文學會會議上介紹了這些新結果。該結果還發表在《天體物理學雜誌》上，一篇題為「 M87的X射線射流中的超光速運動的檢測」的論文中。
是什麼原因造成了噴射氣流？
諸如M87*之類的黑洞在會星系中心向其吸引物質。而隨著這種物質材料的接近，它就會開始圍繞著一種稱之為吸積盤[1]的結構中的黑洞旋轉。但神奇的是，這種物質材料註定不會被吸入。
它只會有一小部分掉進去，而有些部分卻會被倒回太空。而這些被驅逐的物質則會遵循磁場線呈射流或射束的形式。這些噴射氣流並非光滑且沒有特徵：它們具有像錢德拉這樣的天文臺可以觀察到的呈團塊或結。
而這些結中的其中兩個尤其對於天文學家來說特別有趣。多年來，他們一直使用圖像來跟蹤這些結塊的運動。它們分別距離SMBH約900光年和2500光年。
錢德拉觀測天文臺的X射線數據顯示，這些結點以令人難以置信的速度行進：最靠近中心的結點是6.3倍光速移動著，而另一個結點的則以2.4倍光速的速度移動著。
等一下，但請別忘了，沒有什麼比光速行進得更快。
當然，這也是對的，因此這裡肯定還有什麼其他的因素。
而那個「其他的因素「又簡單地稱為「超光速運動」。
該研究的合著者，也是CfA的布拉德·斯尼奧斯說：「物理中不可磨滅的定律之一，就是沒有什麼運動能比光速快。」但他又稱， 「我們還沒有破壞物理學，但是我們發現了一個叫做超光速運動的驚人現象的例子。」
超光速運動涉及物體的速度及其相對於我們視線的路徑。當一個物體(在這種情況下為射流物質)以接近光速和接近我們的視線的速度運動時，會產生一種稱為超光速運動的錯覺。
而這是因為射流物質本身的傳播速度幾乎與產生的光速相同。又由於M87*的噴射氣流幾乎對準我們，因此產生了這些明顯就不可能的速度。
(美國航空航天局NASA /維基百科)
天文學家們曾經見過這些噴射氣流以這樣的速度運動，但卻從來沒有在X射線下呈現過。這意味著他們從未確定這是團塊物質本身以速度為光速的99％移動。所有這也可能是衝擊波而不是團。
來自M87*的噴射氣流以螺旋形圍繞磁場運動，這有助於闡明射流的速度。在X射線的觀察中，研究背後的團隊發現觀察速度最高的功能(光速的6.3倍)在2012年至2017年之間衰減了70％以上。
這種衰落僅發生在X射線中，而不發生在光學和紫外線中，並且可能是由於粒子在磁場中旋轉時隨時間流逝失去了能量而引起的。
這種現象稱為同步加速器冷卻。這意味著天文學家在不同時間看到相同粒子的X射線，也就是他們所觀察到的不能是波浪，而必須是噴射氣流本身。
SNIOS說：「我們的工作提供了最有力的證據，表明M87*噴射氣流中的粒子實際上以接近宇宙速度極限的速度行進。」
錢德拉，時間世界望遠鏡和M87*
研究M87*時，錢德拉數據和事件視界望遠鏡很好地相互互補了。當事件視界望遠鏡將事件視界環，成像在黑洞周圍時，它其實是一個六天的快照。
但是錢德拉對射流的研究著眼於數百年前甚至數千年前從M87*噴出的物質。
事件視界望遠鏡圖像也比錢德拉成像的噴射氣流小約1億倍。
CfA的另一位合著者保羅·努爾森說：「就像事件視界望遠鏡正在提供火箭發射器的特寫鏡頭一樣，錢德拉也在向我們展示正在飛行的火箭。」
[1] 吸積盤是一種由繞大塊中心體繞軌道運動的擴散物質形成的結構(通常是星盤)。中央主體通常是恆星。摩擦會導致磁碟中的軌道物質向內向中心旋轉。重力和摩擦力會壓縮並升高物質的溫度，從而導致電磁輻射的發射。而輻射的頻率範圍取決於中心物體的質量。
作者: sciencealert
FY: 兒店小二
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