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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 |
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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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