在人馬座A黑洞中,發現奇怪準周期閃爍,每30分鐘就閃亮一次!

2020-11-23 騰訊網

使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的天文學家，在來自銀河系中心人馬座(SGR)A*的毫米波中發現了準周期閃爍，研究表明：這些閃爍是由於軌道半徑小於水星的超大質量黑洞周圍射電斑點旋轉造成。這是一條有趣的線索，可以用來研究具有極端引力的時空，其研究發表在《天體物理學》期刊上。研究主要作者、日本慶應義塾大學研究生巖田友平(Yuhei Iwata)表示：

眾所周知，人馬座A*黑洞有時會在毫米波長內爆發，這一次，我們利用ALMA獲得了10天、每天70分鐘的人馬座A*黑洞無線電波強度變化的高質量數據，然後發現了兩個趨勢：典型時間尺度為30分鐘的準周期變化和長達一小時的緩慢變化。天文學家推測，一個質量為400萬個太陽的超大質量黑洞位於人馬座A*的中心。人馬座A*的耀斑不僅在毫米波段觀測到，而且在紅外光和X射線中也能觀測到。

然而，用ALMA檢測到的變化，比以前檢測到的變化要小得多，而且這些水平的小變化可能總是發生在人馬座A**中。黑洞本身不會產生任何形式的輻射，排放源是黑洞周圍灼熱的氣盤。黑洞周圍的氣體不會直接進入引力井，但會繞著黑洞旋轉，形成吸積盤。研究團隊專注於短時間尺度的變化，發現30分鐘的變化周期相當於半徑為0.2個天文單位吸積盤最內緣的軌道周期(1個天文單位相當於地球與太陽的距離：1.5億公裡)。

相比之下，太陽系最內側的行星水星圍繞太陽的距離為0.4個天文單位。考慮到黑洞中心的巨大質量，其引力效應在吸積盤中也是極端的。慶應義塾大學教授Tomoharu Oka說：這種發射可能與超大質量黑洞附近發生的一些奇異現象有關。熱點零星地在圓盤中形成，並圍繞黑洞旋轉，發出強烈的毫米波。根據愛因斯坦的狹義相對論，當光源以與光速相當的速度向觀測者移動時，輻射在很大程度上被放大。吸積盤內緣的自轉速度相當大，因此產生了這種特殊的效應。

天文學家認為，這是人馬座A*毫米波輻射短期變化的根源。研究小組推測，這種變化可能會影響用事件視界望遠鏡拍攝超大質量黑洞圖像的努力。一般來說，移動越快，給物體拍照的難度就越大，相反，排放本身的變化為氣體運動提供了令人信服的洞察。通過與ALMA的長期監測活動，可能會見證黑洞吸收氣體的時刻。研究目標是提取獨立的信息，以了解超大質量黑洞周圍令人費解的環境。

博科園｜研究/來自：國立自然科學研究院

研究發表期刊《天體物理學》

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