最快宇宙颶風

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這是一幅藝術示意圖,顯示的是IGRJ17091雙星系統(tǒng)。美國宇航局錢德拉X射線空間望遠鏡觀測到圍繞其中一個恒星級黑洞的吸積盤發(fā)出的星風速度高達每小時2000萬英里,這相當于光速的3%。出乎意料的是,科學家們發(fā)現(xiàn)這個圍繞黑洞旋轉的吸積盤向外拋出的物質量要大于被黑洞吞噬的量,并且這一星風會隨著時間變化而變化。這一結果對于理解這一級別,即質量為5~10倍太陽質量的黑洞行為將具有重要意義。

北京時間2月23日消息,據(jù)物理學家組織網(wǎng)站報道,借助美國宇航局錢德拉X射線空間望遠鏡,天文學家們近期觀測到圍繞一個恒星級黑洞的吸積盤發(fā)出的速度最快的星風。這一發(fā)現(xiàn)對于理解此類黑洞的行為將產生重要意義。這股星風的運行速度高達每小時2000萬英里(約合每小時3218.7萬公里),這相當于光速的3%,幾乎是之前紀錄到這類星風最快速度的10倍。

所謂恒星級黑洞是當質量極大的恒星在引力作用下塌縮時形成的黑洞,其典型質量介于5~10倍太陽質量之間。這一黑洞被稱做IGRJ17091-3624,簡稱IGRJ17091,它的能量驅動了一股強大的星風,這項研究的第一作者,美國密歇根大學的阿什利?金(AshleyKing)說:“這是一個宇宙級別的5級颶風。我們本沒有預料到會在這樣一個級別的黑洞附近觀察到這樣強大的星風!庇嘘P這一研究工作的論文已經(jīng)發(fā)表在了本月20日出版的《天體物理學雜志通訊》上。

黑洞IGRJ17091產生的星風的速度幾乎已經(jīng)達到了一些超大質量黑洞產生的星風級別,所謂的超大質量黑洞,其質量往往是前者的數(shù)百萬乃至數(shù)十億倍。論文合著者,同樣來自密歇根大學的約翰?米勒(JonM.Miller)說:“真是很意外,這個小型黑洞竟然能產生足以媲美巨型黑洞的強大星風!彼f:“換句話說,這一黑洞的表現(xiàn)遠超其質量水平。”

另一項出乎意料的發(fā)現(xiàn)是,看起來這個圍繞黑洞旋轉的吸積盤向外拋出的物質量要大于被黑洞吞噬的量。阿什利說:“這和人們傳統(tǒng)上認為黑洞吞噬一切的觀念是相悖的。我們估計圍繞黑洞IGRJ17091的吸積盤中有95%的物質都被這股星風拋射了出去!

和地球上的颶風不同,從黑洞IGRJ17091吹出的星風是向很多不同方向吹出的。這一特征也可以將其和噴流區(qū)分開來。后者的方向是高度一致的,垂直于吸積盤盤面,并且其噴射速度經(jīng)?梢越咏馑佟

由美國國家射電天文臺擴展型甚大天線陣設備進行的同步觀測顯示,當這個黑洞出現(xiàn)這一超高速星風時就無法觀測到該黑洞產生的射電噴流,但在其它時間段則可以觀測到。這一特征和其它恒星級黑洞的觀測結果相吻合,因此為天文學家們提供了有關此類星風的產生會造成噴流改變的進一步證據(jù)。

科學家們是在2011年錢德拉望遠鏡獲取的光譜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)這一極端高速的星風的?臻g離子不斷吸收并輻射光譜中不同的特定能量波段,這讓天文學家們有機會監(jiān)測它們并了解它們的行為。錢德拉X射線空間望遠鏡在兩個月前獲取的鐵離子光譜數(shù)據(jù)并未顯示任何高速星風存在的證據(jù),這可能說明這一高速星風是時而存在時而消失的。天文學家們相信存在于黑洞吸積盤中的磁場是造成星風和噴流產生的原因。而磁場的幾何方位和物質向黑洞下落的速率則決定了這一星風和噴流現(xiàn)象是否會出現(xiàn)。

事實上IGRJ17091是一個雙星系統(tǒng),其中的兩顆成員星一顆是類太陽恒星,它和一個黑洞相互繞轉。它位于銀河中央核球附近位置,距離地球約2.8萬光年.


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