美首次拍到超大质量黑洞“进食图”

2011-8-02 00:01 来源: 中国科学院
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  据英国《每日邮报》在线版、美国哥伦比亚广播公司(CBS)新闻网7月31日消息称,美国航空航天局(NASA)科学家近期目睹了超大质量黑洞“大口吞噬”掉周遭高温气体的场景,这是人们首次在X波段如此清晰地获取该天文奇观的图像,使得人类于很大程度上加深了对黑洞吞噬其他物体这一行为的认识,以及对神秘的“邦迪半径”内数项悬而未解的天体物理谜团的理解。

  此超大质量黑洞位于星系NGC 3115(又名纺锤星系)的核心。该星系距地约3200万光年,早在1787年就被鼎鼎大名的威廉·赫歇尔发现。但直到1992年,科学家才观测到其中还藏匿着一个超大质量黑洞,20亿倍太阳质量的“体重”让其一举成为当时人类所发现的最重黑洞。

  在本次的研究中,天文学家利用了NASA的钱德拉X射线太空望远镜、欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)的光学波段数据,合成了清晰程度前所未有的图像,那些遭受黑洞强大引力牵扯而下落的气体发出的辐射,被尽收图中。这使得天文学家们除了能观察到黑洞对炽热气体的吞并外,还可反过来了解到物质在被黑洞吞噬的过程中的极端反应。

  而这就是神秘的“邦迪半径”(Bondi radius)内发生的情景——通过拍摄相距黑洞不同位置时的高温气体,天文学家们可导出一个相当于“临界线”的值,进入此值标示的距离内,气体就开始受力下坠,即所谓的“引力作用距离”。

  X图像证明,当气体受黑洞之力开始下坠时,强引力会将其挤压从而使气体变得更炽热也更明亮,在此处,气体温度上升的位置约距离黑洞700光年,那么这个值就是它的“邦迪半径”。

  最新数据同时验证了此前对于该黑洞质量的推测,确为20亿倍太阳质量无疑。那么在这个星系,每年约有等同于2%太阳质量的气体,在强悍引力场的召唤下进入“邦迪半径”内,如果能证明此范围内所有物质皆无从逃匿,那么它们终归全部坠入黑洞的无尽深渊。

  论文的主要撰写者、阿拉巴马大学的王家伟(音)表示,此次图像清晰到令他们兴奋。因为天体物理学在黑洞问题上的最不为人知的秘密,无非就是身处黑洞强烈引力作用下的那些被吞噬物质所表现出来的行为。

  研究相关论文已发表于日前出版的《天体物理学快报》杂志。