近日,美國宇航局NASA公布了一項非凡發現——錢德拉X射線天文臺拍攝到銀河系內一個恆星級黑洞爆發的驚人場景。
據介紹,這個黑洞的質量大約為太陽8倍,距離地球約10000光年,與一顆質量約為太陽一半的恆星構成雙星系統,名為MAXI J1820+070。由於兩者距離太近,黑洞憑藉強大引力不斷吸積恆星物質,產生驚人爆發,以接近光速向太空噴射物質。
上圖的背景為銀河系可見光與紅外圖像,十字所標示的是MAXI J1820+070所在位置,圖像右側展現了錢德拉X射線天文臺拍攝的黑洞爆發。
不是連光都無法逃脫黑洞的魔掌嗎?黑洞又如何向外噴射物質?黑洞在吞噬物質時會形成巨大的吸積盤,吸積盤中的物質只要越過黑洞事件視界就萬劫不復。只不過,吸積盤的範圍遠超事件視界,吸積盤中的物質因劇烈摩擦被加熱到超高溫而產生驚人爆發,一些物質會在事件視界外沿著磁力線形成雙極噴流。
錢德拉X射線天文臺在2018年11月以及2019年2月、5月、6月,對MAXI J1820+070進行了4次觀測,記錄下該系統中黑洞爆發的情況。圖像中心明亮的X射線源為MAXI J1820+070,可以看到它朝著南北兩側高速噴出物質。在2019年5月和6月的觀測中,南側噴流由於太微弱而沒被探測到。
觀測數據表明,黑洞噴流的速度非常驚人,達到了光速的80%。有意思的是,南側噴流指向地球方向,使我們在測量時產生超光速錯覺。2018年7月-12月,牛津大學的天文學家喬·布萊特(Joe Bright)領銜的研究小組,曾在無線電波段對MAXI J1820+070展開觀測,也探測到了相關現象。
在一項新研究中,巴黎大學的天文學家馬蒂爾德·埃斯皮納斯(Mathilde Espinasse)帶隊,綜合分析無線電數據和錢德拉X射線天文臺的數據,對黑洞噴流進行深入研究。
他們發現,黑洞噴流在遠離黑洞時會不斷減速。而且,噴流的大部分能量並沒有轉化為輻射,而是在與周圍物質相互作用的過程中釋放出來,這可能是噴流減速的原因。當噴流在星際空間與周圍物質碰撞時,會形成類似超音速飛機的音爆,產生比大型強子對撞機還強的高能粒子。
研究人員已經將相關發現發布在最新一期的《天體物理學雜誌快報》上。
參考來源:
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/maxi-j1820070-black-hole-outburst-caught-on-video.html