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观察类星体 3C279,黑洞喷流透过磁重联过程补充能量

2024-11-24 205


说到事件视界望远镜(EHT),大家想到最有名的成果可能是第一张黑洞直接成像,不过 EHT 团队之一今年其实带来了另项有趣的黑洞研究:发现喷流在距离黑洞 1,000 倍以上的距离突然变亮,中间仿佛隔着条无形通道。现在最新分析指出,黑洞喷流突然增强显现,应与磁重联现象有关。

黑洞在吸入大量物质、气体与光的同时,也会向外喷射出延伸数千光年的 2 道强大喷流,一般来说,黑洞中心光线弯曲会产生所谓的黑洞阴影,从而导致喷流看上去似乎无处不在,但是事件视界望远镜团队之一却在观察光学剧变类星体(optically violent variable quasar,简称 OVV 类星体)3C279 时,发现该黑洞的喷流特别远离黑洞源;或者说,喷流在距离黑洞阴影千倍以上的距离才突然爆亮。

进一步利用 NASA 费米伽玛射线空间望远镜(Fermi-LAT)观测,研究团队确认喷流不仅在毫米波长范围内辐射,也产生高能伽马射线且带有闪烁效果。

之所以产生闪烁模式,数据分析表明起因为磁重联(magnetic reconnection)现象。磁重联是一种发生于高导电电浆中的物理过程,过程中磁拓扑重新分布,同时磁能被转换为动能、热能并加速粒子。科学家原本不知喷流能量如何像通过一条看不见的通道,离黑洞有段距离了才显露,现在研究人员发现,类星体 3C279 的强大喷流便是由磁重联过程驱动,在磁力线重新连接的期间,粒子被加速从而产生观察到的伽马射线,并可解释为何喷流的能量仿佛隐形了。

研究人员说,黑洞周围的磁场被前者拉着拖曳,当磁力线被缠紧时,就可能将相对论性粒子发射出去从而减慢黑洞的旋转速度,并将其部分旋转能量转化为辐射,亮光才在距离黑洞有点远的地方忽然出现。

新论文发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊。

  • Spinning black hole powers jet by magnetic flux
  • Study: spinning black holes power jets with magnetic reconnection

(首图来源:欧洲南方天文台)

延伸阅读:

  • 事件视界望远镜计划再发表新图像,拍摄超强大黑洞喷流结构
2020-08-25 20:03:00

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