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论文作者:Makoto Kishimoto 期刊:《自然》 发布时间:2008-7-24 16:45:45
“偏振眼镜”首现黑洞积吸盘本来面目

图片说明:天文学家观测到的类星体图像(左上)中,可以看到黑洞积吸盘发出的光线被灰尘云污染(右上)。不过通过偏振片的帮助,积吸盘露出了真正的颜色(下图)。(图片来源:M. Kishimoto/M. Schartmann)
 
一支国际科研小组最近利用新方法,首次观测到了环绕着黑洞的积吸盘(accretion disks)。他们发现,由积吸盘发出的电磁光谱与天文学家长期以来的预测十分吻合。相关论文发表在7月24日的《自然》杂志上。
 
天文学家认为,黑洞及其明亮的积吸盘会形成类星体,它们是位于一些遥远星系中央的强大光源。在最新研究中,德国马普射电天文学研究所的Makoto Kishimoto与美国加州大学圣芭芭拉分校的物理学教授Robert Antonucci等人一道,利用偏振滤光片,成功分离出积吸盘发出的光线。Antonucci表示,“这项研究工作大大巩固了现行的类星体解释。”
 
经过长期研究,天文学家认为,类星体之所以会成为能量源和光源,最可能解释就是物质在沿着球面边界盘旋进入黑洞时,摩擦力导致物质升温,从而产生出各种波长的光线,包括红外线、可见光和紫外线。Antonucci表示,“如果事实果真如此,我们可以根据物理定律预测出类星体电磁光谱的样子。”然而,要验证这一预言是很难的,因为天文学家无法区分哪些光线是源自积吸盘的,哪些是源自黑洞周围的灰尘粒子和电离气云。
 
通过给夏威夷莫纳克亚山上的英国红外望远镜(UKIRT)装配偏振滤光片,研究小组消除了干扰光线,并测量了积吸盘的光谱。结合从欧空局甚大望远镜(Very Large Telescope,VLT)偏振分析器收集来的数据,研究人员证实了,该光谱与理论上的预测十分吻合。
 
实际上,黑洞积吸盘与周围的灰尘粒子和电离气云发出的都是直射光。不过,从积吸盘中发出的一小部分光线会被离黑洞很近的气体反射而出。这些光是偏振的,它们也是天文学家恰恰希望研究的光线。
 
Antonucci说,“新的研究让我们对黑洞如何吞噬物质并不断扩张有了新的认识。尽管对积吸盘中物理过程的了解还非常匮乏,但我们现在至少对整体画面感到自信。”(明升手机版(明升官网) 任霄鹏/编译)
 
(《自然》(Nature),454, 492-494 (24 July 2008),Makoto Kishimoto, Robert Antonucci, Christian Leipski)
  
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