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天文学家首次银河系中心黑洞周围探测到磁场   

2015-12-16 22:54:45|  分类: 天文航天 |  标签: |举报 |字号 订阅

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天文学家首次在银河系中心黑洞的事件视界(event horizon)之外探测到了磁场 。这是一个突破性的发现,将为研究黑洞如何运转提供线索。

 

  天文学家发现,这些庞大的结构就像利用磁场供能的发动机。这是天文学家首次首次在银河系中心黑洞的事件视界之外探测到磁场。

 

 

到目前为止,研究者只能对磁场的性质和运作进行理论推测。

 

  北京时间12月16日消息,据英国《每日邮报》报道,天文学家首次在银河系中心黑洞的事件视界(event horizon)之外探测到了磁场 。这是一个突破性的发现,将为研究黑洞如何运转提供线索。据介绍,这是一个非常庞大的结构,有点类似利用磁场功能的发动机,能将能量转化为辐射并喷射到数千光年之外。

  不过,直到目前为止,科学家只能对磁场的性质和运作进行理论推测。“理解这些磁场非常关键,”研究第一作者、哈佛-史密森天体物理中心的迈克尔·约翰逊(Michael Johnson)说,“此前还没有人能够解决事件视界附近磁场的问题。人们对这些磁场的存在有过预测,但没有人探测到过。”

  这项新研究的数据为数十年来的理论工作提供了坚实的观测基础。事件视界是一个存在于黑洞周围的理论边界,没有光或其他辐射能够从里面逃逸。当任何物体太过靠近黑洞边缘——即事件视界——时,其原子都会分离。原子核会消失在视界下方,轻得多的电子则被黑洞的密集磁场捕获,在磁场周围高速盘旋。这种盘旋运动导致了光子的释放。

  天文学家利用事件视界望远镜(EHT)探测到了这一宇宙奇观。EHT是一个全球性的无线电望远镜网络,其功能是对银河系中央的人马座A*黑洞进行观测,捕捉其周围环境的清晰图像。

 

 

  宇宙中存在至少三种类型的黑洞:原生黑洞是最小的黑洞,存在体积只有原子大小,质量却相当于一座山的原生黑洞;恒星黑洞时最常见的类型,大小是太阳的20倍以上,很可能有数十个这类黑洞散布在银河系内部;超大质量黑洞是位于星系中央的巨型黑洞,每一个的大小都是太阳的100万倍以上。

 

 

  研究团队在1.3毫米波长上获得了一些观测结果,发现这一波段的光是线性偏振的。对人马座A来说,偏振光是由磁场周围盘旋的电子产生的,因此,通过这些光可以直接追踪到磁场结构的痕迹。

 

 

  天文学家利用“事件视界望远镜”(EHT)探测到了这一奇特的宇宙奇观。事件视界望远镜是一个全球性的无线电望远镜网络,其功能是对银河系中央的人马座A*黑洞进行观测,捕捉其周围环境的清晰图像。

 

  EHT相当于一个地球大小的巨大望远镜,能提供非常详细的细节,它能解析出最小为15微角秒的特征。1角秒是1度角的3600分之一,15微角秒相当于能看到月球上放置的一颗乒乓球。如此之高的解析度是有必要的,因为黑洞时宇宙中压缩得最为致密的物体。

  银河系中央的黑洞被称为人马座A*,尽管它的大小相当于400万个太阳,但其跨度只有1200万公里,比太阳到水星的距离还要小。不过,由于黑洞能引起光线扭曲,并放大事件视界,因而在天空中看起来会显得大一些——约为50微角秒,事件视界望远镜能轻易捕捉到这一区域。

  研究团队在1.3毫米波长上获得了一些观测结果,发现这一波段的光是线性偏振的。照射到地球的太阳光是线性偏振的,这是折射的缘故,这也是为何偏振太阳镜能够减少刺眼强光的原因。对人马座A*来说,偏振光是由磁场周围盘旋的电子产生的,因此,通过这些光可以直接追踪到磁场结构的痕迹。

  在黑洞周围,有一个环绕其运转的吸积盘。研究者发现,黑洞周围有一些磁场是毫无秩序的,磁环线杂乱无章,就像意大利面条一样缠绕在一起。其他区域则呈现出出更加平静和有组织的状态,这有可能是喷射活动产生的地方。他们还发现,这些磁场会在只有15分钟的很短时间间隔里波动。“银河系中心再一次证明,这个地方比我们以往想象的更加活跃,”约翰逊说,“这些磁场在这里到处舞动。”

  这些观测来源于三个独立的天文机构:次毫米波阵列望远镜和麦克斯韦望远镜(都位于夏威夷的莫纳克亚山)、亚利桑那州的亚毫米波望远镜,以及加利福尼亚州的毫米波天文学研究用组合阵列(Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy,简称CARMA)。

  随着世界范围内无线电望远镜的加入,事件视界望远镜获得了越来越多的数据,它将有望首次以更高的解析度对黑洞事件视界进行直接成像。

来源:新浪科技

  更多阅读:http://www.yunzhitai.com/list-15.html

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