科学家发现迄今持续最久的超大质量”黑洞心跳”

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行业动态 · 发布日期:2020年6月15日 · 作者:中成泵业

十几年前,天文学家首次发现来自一个超大质量黑洞的X射线准周期震荡信号——“黑洞的心跳“。十多年后,当天文学家再次有机会观察黑洞时,他发现信号仍在继续。该研究工作由美国国家天文台高能天体物理学小组领导,合作者包括英国杜伦大学的研究团队。相关结果发表在6月10日的《英国皇家天文学会月刊》上。螺杆泵

这个特殊的黑洞被命名为RE J1034+396,它是一个距地球6亿光年,质量为200万个太阳的超大质量黑洞。2007年,科学家们使用了欧洲航天局的XMM-牛顿卫星,首次发现黑洞的X射线辐射具有大约一个小时的周期性振荡信号。2011年之后,由于黑洞的视线距离太阳太近,其心跳信号的监视也停止了。直到2018年,科学家们才再次有机会观察到这个黑洞。该研究小组向欧洲航天局和美国国家航空航天局申请使用XMM-牛顿卫星,“核光谱望远镜阵列”卫星和“雨燕”卫星对RE J1034+396进行联合观测,并于10月成功完成了所有观测2018年的任务。经过详细的数据分析,该团队最终确认RE J1034+396的X射线振荡信号仍然存在,并且比10年前更强!这是迄今为止观察到的超大质量黑洞心跳信号的最长持续时间。离心泵

宇宙中存在大量黑洞,其质量为一百万至数亿个太阳。电影《星际穿越》中的“Kagangtuya”黑洞就是这么大的黑洞。漂浮在星际空间中的物质将被黑洞的引力捕获。在逐渐落入黑洞的过程中,将形成圆盘状结构,并在黑洞周围的小空间中释放大量能量,从而产生非常大的强高能辐射,例如作为X射线。然而,很少发现这种高能辐射的周期性重复信号。该信号的周期携带着有关黑洞视界附近物质规模和结构的关键信息。计量泵

据了解,当前已知的能够产生心跳信号的黑洞是位于银河系旋臂中的称为GRS1915+105的小黑洞。该黑洞的质量仅为12个太阳质量,正快速地从其旁边的一颗恒星吸收物质,并以67赫兹左右的“心率”产生X射线心跳信号。通过简单的质量比较,科学家估算了REJ1034+396的“理论心率”,并发现其与“实测心率”一致。

该论文的第一作者兼通讯作者金驰川研究员说:“这种心跳信号非常漂亮!这首次证明了来自超大质量黑洞的这种周期性信号可以长时间稳定,并提供我们对它的物理机制和起源进行了深入研究,重要的线索和绝佳的机会REJ1034+396也可以成为中国下一代X射线天文卫星的重要观测目标之一,例如爱因斯坦探测器和其他卫星。管道泵

目前,研究小组正在对多颗卫星的数据进行深入的分析,以期进一步了解心跳信号的性质,并将其与银河系中的小质量黑洞进行比较,以获得更多信息。对黑洞地平线附近的物理过程有深刻的了解。


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