科学家在银河系超大质量黑洞周围探测到热气泡

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德国波恩马克斯-普朗克射电天文研究所的Maciek Wielgus表示,他们看到的是一个热气泡在人马座A*的轨道上飞驰,其大小与水星相似,但在短短70分钟内就完成了一圈。这需要一个令人震惊的速度,大约是光速的30%!说。他领导的这项研究今天(2022年9月22日)发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

这些观测是在智利安第斯山脉的ALMA进行的,是在事件地平线望远镜(EHT)合作组织为黑洞成像的活动中进行的。ALMA是-个由欧洲南方天文台(ESO)共同拥有的射电望远镜。2017年4月,EHT将全世界现有的八台射电望远镜连接在一起,包括ALMA,结果最近发布了人马座A*的首次图像。为了校准EHT数据,作为EHT合作组织成员的Wielgus和他的同事使用了与EHT观测人马座A*同时记录的ALMA数据。令研究小组惊讶的是,在仅有的ALMA测量数据中隐藏着更多关于黑洞性质的线索。

碰巧的是,一些观测是在我们星系中心发出X射线能量的爆发或耀斑后不久进行的,这被美国宇航局的钱德拉X射线天文台发现了。以前用X射线和红外线望远镜观察到的这类耀斑,被认为与所谓的"热点"有关,这些热气泡的运行速度非常快,而且靠近黑洞。真正新鲜有趣的是,这种耀斑迄今为止只在人马座A*的X射线和红外线观测中明确存在。

这段视频显示了人马座A*周围轨道上的一个热点,一个热气泡的动画,人马座A*是一个质量比太阳大400万倍的黑洞,位于我们银河系的中心。虽然黑洞(中心)已经被事件地平线望远镜直接成像,但它周围的气体泡却没有:它的轨道和速度是通过观测和模型推断出来的。发现这个热点证据的团队使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),预测这个气泡的轨道非常接近黑洞,距离比黑洞的边界或"事件视界"大五倍。

这一发现背后的天文学家们还预测,正如这个动画所显示的那样,这个热点在围绕黑洞运行时变得越来越暗,越来越亮。此外,他们可以推断出,气体泡完成一个轨道需要70分钟,使其速度达到惊人的光速的30%。

长期以来,人们认为耀斑源于非常接近人马座A*的轨道上的非常热气体中的磁相互作用,新的发现支持了这一观点。现在科学家发现了这些耀斑的磁力来源的有力证据,这次观测给科学家提供了关于该过程几何形状的线索。

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