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对黑洞磁场的罕见瞥见可以帮助我们理解它如何传播
2017-12-08 11:45
遇到一个黑洞将是我们这个星球的一个可怕的前景。我们知道,这些宇宙怪物凶猛地吞噬了任何与他们的“事件视界”过于接近的物体 - 最后一次逃脱的机会。但即使黑洞驱动了宇宙中一些最有活力的现象,其行为的物理学,包括它们如何喂食,仍然激烈争论。
 
特别是,接近黑洞的条件及其磁场的作用被认为是关键,但在远距离宇宙系统中难以探测。现在,国际天文学家队首次测量了我们银河系中黑洞附近的精确磁场特性。
 
科学出版的研究结果可以帮助我们更好地理解黑洞吞噬物质和生长的神秘过程。
 
从爱因斯坦的广义相对论的数学预测来看,我们现在认为火星棋牌黑洞的大小有所不同。超大质量的黑洞被认为是所有大质量星系的核心,它们在太阳的质量和太阳系的大小上有百万到十亿倍的大小,可能在太阳系的形成过程中扮演着决定性的角色,星系的演变。
在另一个极端,黑洞只比我们的太阳大一点点,但是只有几公里的一个地区。它们形成了大质量恒星的巨大死亡阵地,或者是中子星等密集的恒星残余物,或者与另一颗恒星黑洞相撞的中子星。它们合并时会产生引力波。
 
伽马射线爆发的研究(能量很高的光爆发)先前已经提出,大规模的磁场可能形成接近黑洞,并导致充电气体的射流从它们逃逸。对于超大质量黑洞系统来说,预计会出现类似的机制,这种系统发射的射流可以传播数百万光年的距离,并可以被射电望远镜网络(如超大阵列)看到。然而,即使是距离我们近3万光年的最近的超大质量黑洞,探测它们的磁场在技术上也是具有挑战性的。
这项新研究着眼于距离地球只有8000光年的黑洞,这是一个名为V404 Cygni的“二元系统”的一部分。这包括一个十个太阳质量的黑洞和一个类似于我们自己的太阳(但稍微凉爽)的恒星,它们每6.5天相互运行一次。在这样的系统中,恒星的物质可能会落向伴星黑洞,逐渐被其吞噬。
 
在这个旅程中,物质变暖,发出耀眼的光芒,在有磁场存在的情况下,有些物质可能会以聚焦的气体(等离子体)或喷射流的形式射入太空,的光。究竟如何磁场造成这种影响还不得而知。幸运的是,耀斑往往是长寿的,他们的亮度可以从地球上监测。
 
2015年6月15日,天鹅座V404发生了这样的爆发 - 类似于从太阳看到的耀斑 - 持续了两个星期。这个小组立即指出了一些不同的望远镜,然后注意到在6月25日左右,从X射线到红外线的光谱范围内,系统的亮度突然下降。
他们意识到这个亮度急剧下降表明系统正在冷却。通过比较这种亮度下降与预测电子如何产生光线和损失能量的模型 - 冷却 - 当它们围绕磁场线旋转时,团队能够对磁场强度做出非常精确的估计。在461高斯(磁性的测量),这比预期弱得多 - 只比典型的冰箱磁铁强十倍。
 
通过研究光的性质如何依赖于频率和时间,他们表明,发射光的区域没有扩大,如果这个区域的物质形成射流的一部分,预计会发生。相反,研究表明,在黑洞周围的磁场中存在一个带电粒子的热晕。这种晕气的长期命运是未知的,但它可以被认为是燃料到达黑洞的最后阶段之一,如果进一步冷却,最终可能会进入黑洞本身。
 
这项工作非常重要,因为它为今后研究这个有趣的系统的基础奠定了基础,可以发现黑洞是如何进食的,以及如果过量摄入,它们可能通过发射聚焦光束或射流而“打嗝”。幸运的是,V404 Cygni已经足够接近成为未来黑洞摄食和宇宙消化不良研究的理想实验室,但距离地球还远不是对我们的威胁。
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