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发现奇特的微类星体与气体云,相距上百光年却“同步共鸣”

2024-11-27 219


宇宙中彼此距离 100 光年的一团气体云与一个黑洞,两者应该是陌路人,现在科学家却眼尖地发现它们正在“共鸣”,产生相同节奏的脉动。

距离地球 15,000 光年处,有个名为 SS 433 的食双星系统,同时也是著名的微类星体(Microquasar)──类星体的缩小版本,共通点为强烈且多变的无线电波喷流(radio jet)、以及围绕黑洞旋转的吸积盘(accretion disk),主要差别在于类星体的黑洞质量很大,通常为太阳质量数百万倍,而微类星体的黑洞质量一般约太阳质量数倍。

在 SS 433 这个特殊系统中,便是一个质量约太阳 10~20 倍的黑洞、与一个质量约太阳 30 倍的超大恒星相互绕旋,轨道周期 13 天。

我们知道物质在落入黑洞之前会积聚在周围形成高速旋转的吸积盘,就像浴室排水孔上方的水流,但同时也会有两道喷流自吸积盘两侧高速射出,根据过去研究观测,SS 433 的相对论性喷流速度达到光速的 0.23 倍。

此外,黑洞吸积盘并未精确对准黑道轨道平面,而是像陀螺一样摇摆,因此喷流也不是一条笔直的直线,而是呈螺旋状喷入太空。

根据观察,SS 433 黑洞喷流的进动时间约 162 天,但根据一篇由德国电子加速器(Deutsches Elektronen-Synchrotron)科学家 Jian Li 领导的新研究,令天文学家惊叹的是,距离 SS 433 约 100 光年处有团气体云“费米 J1913 + 0515”,天文学家测得它的伽马射线脉冲讯号居然与 SS 433 黑洞喷流的进动同步;或者说,两者遵循着相同的节奏脉动。

研究人员认为,黑洞可能透过某种方式为气体云提供动力,但过程如何进行的我们不清楚,目前有个推论指出,也许是黑洞喷流末端产生的高速质子(氢原子核)引起了伽马射线排放、并形成类似心跳的周期性脉冲。

由于科学家第一次得到这种观察结果,以前的理论模型无法预料,还需要进一步理解相距遥远的两者如何连结在一起。新论文发表在《自然》(Nature)期刊。

  • Strange gamma-ray heartbeat puzzles scientists
  • SCIENTISTS DETECT A ‘GAMMA-RAY HEARTBEAT’ LINKING TWO COSMIC FORCES
  • Somehow, a Tiny Black Hole Is Causing a ‘Heartbeat’ 100 Light-Years Away

(首图来源:德国电子加速器)

2020-08-26 21:02:00

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