韦伯望远镜观察到银河系中心黑洞周围的暴力现象 | 路透社
Will Dunham
一位艺术家的概念图展示了位于银河系中心的超大质量黑洞,称为人马座A*,被旋转的热气体吸积盘所包围,这幅插图于2025年2月18日由路透社获得。黑洞强大的引力弯曲了来自盘的远侧的光,使其看起来…阅读更多华盛顿,2月18日(路透社) - 美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜正在提供迄今为止对围绕超大质量黑洞的混乱事件的最佳观察,位于我们的银河系中心,观察到光的持续闪烁,偶尔伴随着明亮的耀斑,因为物质被其巨大的引力吸引向内。韦伯望远镜于2021年发射,并于2022年开始收集数据,使天文学家能够首次长时间观察黑洞周围的区域 - 称为人马座A*,或Sgr A* - 使他们能够辨别活动模式。Sgr A*周围的区域被视为充满活动,而不是保持稳定状态。研究人员观察到来自围绕黑洞的旋转气体盘的光的持续闪烁 - 称为吸积盘。这种闪烁似乎来自非常接近事件视界的物质,事件视界是一个不可逆转的点,超出该点的一切 - 星星、行星、气体、尘埃和所有形式的电磁辐射 - 都会被拖入虚无。
偶尔也会出现耀斑 - 在任何24小时内大约有一到三个大型耀斑,之间还有较小的爆发。
“吸积盘是一个非常混乱的区域,充满了湍流,气体在接近黑洞时变得更加混乱和压缩,受到极端重力的影响,”伊利诺伊州西北大学的天体物理学家法尔哈德·尤塞夫-扎德赫说,他是周二发表在《天体物理学期刊快报》上的研究的主要作者。“气体团块相互碰撞,在某些情况下被盘内存在的强磁场强迫或压缩在一起 - 有点类似于太阳耀斑发生的情况,”巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天体物理学家和研究合著者霍华德·布什豪斯说。虽然这些爆发源于与太阳耀斑类似的机制 - 太阳耀斑将热带电粒子喷射到太空中 - 但它们发生在不同的天体物理环境中,并且能量水平高得多。
黑洞是极其密集的天体,其重力强大到连光都无法逃脱,这使得观察它们相当具有挑战性。因此,新的观测并不是黑洞本身,而是围绕它的物质。
Sgr A*的质量大约是我们太阳的400万倍,距离地球约26,000光年。光年是光在一年内传播的距离,约为5.9万亿英里(9.5万亿公里)。
大多数星系的核心都有一个超大质量黑洞。虽然在Sgr A*周围观察到的事件非常戏剧化,但这个黑洞并不像其他星系中心的一些黑洞那样活跃,被认为处于相对静止的状态。
这些新发现基于对Sgr A*进行的约48小时的观察,这些观察是由韦伯在一年内进行的,分为七个增量,时间从6小时到9个半小时不等,研究人员获得了黑洞周围亮度的连续测量。
这些观察为黑洞如何与其周围环境相互作用提供了洞察。尤塞夫-扎德表示,约90%的吸积盘物质落入黑洞,而其余部分则被喷射回太空。
研究人员表示,这个吸积盘似乎是由附近恒星的恒星风积累的物质组成——从这些恒星表面吹出的气体——被Sgr A*的引力捕获,而不是来自于一颗过于靠近并被撕裂的恒星。
天文学家之前只能从地面望远镜获得几小时的观察,或者从轨道上的哈勃太空望远镜每次约45分钟的观察,这使得他们只能获得零散的记录。韦伯还提供了其近红外相机(NIRCam)的先进灵敏度,观察是在红外光谱的两个不同波长下进行的。
“早就知道Sgr A*在许多不同波长下经常显示出明亮的耀斑,从无线电到红外、光学甚至X射线。但之前的观察,无论是地面还是太空望远镜,通常只能观察Sgr A*几个小时,或者在灵敏度上受到限制,因此只能检测到偶尔最亮的耀斑,”布什豪斯说。
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