旋转的黑洞通过磁通量为喷射提供动力

2020-08-24 19:16:28

到目前为止,几乎所有被研究的星系都位于黑洞的中心。它们具有难以想象的巨大质量,因此可以吸引物质、气体甚至光。但它们也可以以等离子射流的形式发射物质-一种从银河系中心喷出的具有巨大能量的等离子束。等离子射流可以将数十万光年延伸到遥远的太空。当这种强烈的辐射被发射出来时,黑洞仍然是隐藏的,因为它附近的光线被强烈地弯曲,导致了阴影的出现。这是最近由事件视界望远镜(EHT)合作的研究人员为巨型椭圆星系M87所报道的。

在类星体3C279-也是一个黑洞-EHT团队发现了另一个现象:在黑洞阴影一千多倍的距离,一个黑洞的核心突然亮起。这架喷气式飞机的能量是如何像通过一个看不见的烟囱一样到达那里的,目前还不清楚。

天体物理学家阿米特·舒克拉(Amit Shukla)现在已经用NASA空间望远镜费米-LAT(Fermi-LAT)观测到了这个类星体,他在2018年之前一直在德国巴伐利亚州的朱利叶斯-马克西米利安大学(Julius-Maximilians-University,JMU)维尔茨堡进行研究。他现在印多尔的印度理工学院工作。舒克拉发现,在毫米波长范围内发现的喷气式飞机的核心也发射出高能量,但亮度极其闪烁。据“自然通讯”杂志报道,这种亮度可以在几分钟内翻一番。

亮度变化序列的特殊模式是一种被称为磁重联的普遍过程的特征,这种过程发生在许多具有磁重联的天体中。太阳活动也与磁场的动态和重联有关。最近与欧洲航天局欧空局的太阳轨道器任务一起观测太阳大气中的营火就证明了这一点。

但回到类星体3C279:";我看到了对数据的分析是如何揭示了光曲线中的特殊模式。感觉好像我突然破译了黑洞字母表中的一个象形文字,阿米特·舒克拉说。

在重新连接过程中,最初储存在磁场中的能量突然在无数的迷你射流中释放出来。在这些射流中,粒子被加速,然后产生观测到的伽马辐射。磁重联将解释能量如何从黑洞到达喷气机的核心,以及它最终从哪里来。

JMU天文学教席负责人、该出版物的合著者卡尔·曼海姆(Karl Mannheim)教授解释说,类星体3C279的黑洞附近的时空被迫旋转。锚定在黑洞周围等离子体上的磁场会使喷流减慢黑洞的旋转,并将其部分旋转转化为辐射。更多信息:A.舒克拉等人。类星体3C279喷流中相对论磁场重联产生的伽马射线耀斑,“自然通讯”(2020)。DOI:10.1038/s41467020-17912-z