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作者:李志远等 来源:《自然—天文学》 发布时间:2021/7/14 22:24:27
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明升体育app家发现黑洞吸积流风存在的直接观测证据

 

南京大学教授李志远课题组和明升官网明升体育app院上海天文台研究员袁峰课题组合作,通过分析观测数据,并利用磁流体动力学数值模拟,发现了黑洞热吸积流中存在风的直接观测证据。相关研究成果近日发表于《自然—天文学》。

宇宙中几乎所有星系中心都存在一个超大质量黑洞,黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下朝黑洞下落,形成黑洞吸积盘。吸积盘会发出强烈的辐射和物质外流,人类首张黑洞照片中拍到的辐射就是源于吸积盘。黑洞吸积是研究活动星系核、伽马射线暴等重要高能天体物理现象的理论基础。

根据其温度不同,黑洞吸积流分为“冷”、“热”两种,宇宙中大部分黑洞周围是热吸积流。热吸积流中是否存在风曾经是该领域争论多年的焦点问题,包括多位美国明升体育app院院士、邵逸夫天文奖获得者在内的同行都参与了研究,但一直没有结果。袁峰课题组10年前完成的理论研究解决了这一问题,证明热吸积流中存在很强的风。这一成果被同行专家称为该领域的重大研究进展,它不仅决定了天文学家们如何理解黑洞有关的观测结果,还被认为是影响整个星系演化的关键因素,例如,目前国际上著名的宇宙学数值模拟IllustrisTNG的研究结果表明,黑洞热吸积流的风很可能是导致星系熄灭的原因。

“然而,这种风的观测信号较弱等因素导致直接观测证据欠缺。”袁峰告诉《明升官网明升体育app报》,李志远课题组在这项研究中通过分析一个典型存在热吸积流的黑洞——M81*的高分辨率钱德拉光谱,发现了铁元素的红移以及蓝移的拉曼阿拉法发射线。这些数据暗示,这些发射线是从速度约每秒3000公里的气体中发出来的,而且这些气体的温度为12千电子伏特。

为理解这些观测结果,袁峰课题组对M81*的热吸积流的风进行了磁流体动力学数值模拟,依据模拟结果,计算了吸积流的风产生的发射线的性质,发现与观测结果非常吻合。这一结果证明M81*中的确存在很强的风,首次发现了热吸积流中风存在的直接观测证据,验证了热吸积流理论预言的结果,有助于学界更好地理解黑洞吸积过程、黑洞与星系的共同演化等重要明升体育app问题。(来源:明升官网明升体育app报 黄辛)

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