超大質量黑洞像宇宙蜘蛛一樣旋轉著等離子繩

2025-12-10 04:07:04 分類：焦點 閱讀(3)

一幅插圖顯示了一個超大質量黑洞噴出一股扭曲的質量宙蜘蛛樣噴流。
（神秘的黑洞地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：就像一只巨大的宇宙蜘蛛，一個遙遠的像宇旋轉超大質量黑洞正在將等離子射流旋轉成一條扭曲的繩子，并以接近光速的離繩速度噴出。
天文學家用射電望遠鏡網絡見證了這一壯觀的質量宙蜘蛛樣景象，包括射電天文望遠鏡，黑洞它們組合起來形成了一個地球大小的像宇旋轉天線。具體來說，離繩這個網絡被訓練用來觀察一個名為3C 279的質量宙蜘蛛樣遙遠星系的心臟。
這些觀測包括科學家們對超大質量黑洞中出現的黑洞天體物理噴流的最詳細的觀察，揭示了噴流源附近復雜扭曲的像宇旋轉模式。這張新圖片可能會挑戰目前公認的離繩理論，這些理論40年來一直被用來解釋這些噴流是質量宙蜘蛛樣如何產生的，以及它們如何隨著時間的黑洞推移而演變。
“多虧了RadioAstron和分布在地球上的像宇旋轉23個射電望遠鏡網絡，我們獲得了迄今為止blazar內部最高分辨率的圖像，使我們首次能夠如此詳細地觀察噴流的內部結構，”團隊負責人、安達盧西亞天體物理研究所(IAA-CSIC)的研究員Antonio Fuentes在一份聲明中說。
一只太空蜘蛛長達570光年的網
Blazars，如3C 279，是星系中明亮的心臟，由于擁有一個正在進食的超大質量黑洞而發出強大的光。這是它的意思。
活躍在星系中心的黑洞不斷攪動它們所享用的物質，這些物質以扁平的氣體和塵埃板的形式存在于空洞周圍。這些板塊被稱為“吸積盤”總的來說，這樣的場景被統稱為活動星系核。活動星系核經常如此明亮，以至于比它們周圍星系中每顆恒星的總和還要亮。
但是在整個喂食過程中，大約10%的活躍星系核爆發出天體物理噴流。這些被稱為類星體——當這些類星體有直接對準地球的噴流時，它們被稱為黑洞。
3C 279的新觀測揭示了等離子體噴流和這個黑洞中心超大質量黑洞的前所未有的細節。“這是我們第一次在如此接近噴流起源的地方看到這樣的細絲，它們告訴我們更多關于黑洞如何塑造等離子體的信息，”該團隊的另一名成員、全球mm-VLBI陣列的歐洲調度員愛德華多·羅斯在聲明中說。"這顯示了不同的望遠鏡是如何揭示同一物體的不同特征的。"
特別是，研究小組發現噴流由至少兩根扭曲的等離子體絲組成，從它們的源頭延伸超過570光年。觀測還表明等離子體射流不是直的和均勻的；它們展示了由于中央黑洞的影響而出現的曲折。

世界各地的射電望遠鏡捕捉到的圖像顯示了從遙遠的blazar 3C 279噴射出的糾纏細絲。(圖片鳴謝:uux.cn/NASA/DOE/Fermi LAT合作；VLBA/約斯塔德等人；RadioAstron/Fuentes等人)
扭曲或螺旋狀細絲是等離子體噴流不穩定的結果，這意味著先前關于這些噴流如何演變的理論可能需要修正。這項研究也可能修正我們對磁場在活動星系核中近光速噴流最初形成中所扮演角色的理解。
“從我們的結果中產生的一個特別有趣的方面是，它們表明了限制噴流的螺旋磁場的存在，”該小組的成員之一，馬普射電天文學研究所的科學家光趙耀在聲明中說。“因此，可能是在3C 279中圍繞噴流順時針旋轉的磁場，指引和引導噴流的等離子體以0.997倍光速的速度運動。”
這項研究表明，關于blazars和它們的噴流還有很多需要了解的地方，而且有必要建立更精確的模型來模擬喂養超大質量黑洞的過程。它還強調了改進射電望遠鏡和發展更詳細地描繪遙遠宇宙物體的技術的重要性。
“我們正在進入一個全新的領域，這些細絲實際上可以與產生噴流的黑洞附近最復雜的過程聯系起來，”該小組成員之一、馬克斯·普朗克射電天文學研究所的科學家安德烈·洛巴諾夫在聲明中說。
該團隊的研究發表在10月26日星期四的《自然天文學》雜志上。