研究人员测量X射线与黑洞喷射器可见光之间的延迟

时间：2021-07-17 17:52:06 来源：

IAC的研究人员参加了一项研究，在该研究中，他们测量了X射线与黑洞发出的射流的可见光之间的延迟。罗克·德·洛斯·穆沙乔斯天文台进行的观测与美国宇航局的NuSTAR卫星相结合，揭示了其形成的本质。

黑洞不会出现任何东西。但是，在自然界中，我们发现超强大的能量射流会从不断增长的黑洞附近直接射出。这些喷流的形成方式仍然令人困惑，但它们由热的血浆汤组成，该汤以某种方式加快了接近光速的速度。一路上，这种等离子体开始发光，沿着黑洞的旋转轴形成两个明亮的列。长期以来，科学家一直在争论这在喷气机中的发生位置和发生方式。

在IAC参与的今天发表在《自然天文学》杂志上的一项新研究中，天文学家宣布他们对该谜有新的线索。他们研究了我们银河系（V404 Cygni）中最著名的黑洞双星之一，当时该星系正经历着明亮的生长活动。使用安装在Roque de los Muchachos天文台（拉帕尔马州加拉菲亚）的艾萨克·牛顿望远镜组（ING）的威廉·赫歇尔望远镜（ING）的威廉·赫歇尔望远镜（WHT）上的ULTRACAM快速成像仪，与美国宇航局在地球轨道上的NuSTAR望远镜组合在X射线和光学闪光灯之间发现只有短暂的100毫秒（0.1秒）的时间延迟。

V404 Cygni有一个黑洞，重约是我们太阳的9倍，由一颗伴随恒星绕行，该恒星为该黑洞提供物质。NuSTAR探测到的X射线光是由这种下落的材料发出的，因为它以圆盘的形式向内旋转。光学闪光从射流中流出的等离子体中射出。

英国南安普敦大学的主要作者Poshak Gandhi博士说：“因此，X射线和光学器件之间的时间延迟告诉我们等离子体受到强烈加速的内部射流的大小。”“这些闪光灯的性质受到了质疑。但是V404 Cygni显示了这些延迟的闪光，同时观察到喷气发射正在增强。这意味着最快的闪光源自喷嘴。”

可以将时间延迟转换为等离子体在此持续时间内可以传播的最大距离。这个距离大约是30,000公里-以宇宙学的角度来说是很小的距离-代表了喷气机的内部加速区。在该区域之外，喷射的等离子体会发出明亮的光，这可能是由于等离子体块以极高的速度碰撞所产生的冲击所致。

甘地博士说：“在射流中探测这些内部区域是令人兴奋的，因为它使我们能够限制自然界中极度粒子加速的理论。”“已经使用强磁场来解释射流等离子体的发射，但是在将理论与观测值相匹配时仍然存在许多不确定性。我们的新观察结果肯定会在这方面有所帮助。”由于有证据表明超质量黑洞中的射流比V404 Cygni重百万倍或几倍，因此科学家们感到更加兴奋。

南安普敦和牛津大学名誉教授菲尔·查尔斯（Phil Charles）将这些发现归纳如下。“大约25年前，只有通过测量V404 Cygni中紧凑型物体的质量才能确定地确认我们银河系中的黑洞-绝对最小值是太阳的6倍，这意味着它不可能是中子星。因此开始了“恒星质量黑洞”这一领域。在这种情况下，几乎所有早期的地面观测都是在拉帕尔玛岛的WHT上进行的。这一发现还涉及了银河系第一个黑洞的其他发现者，即IAC研究人员豪尔赫·卡萨雷斯（Jorge Casares），这些年来，他们一直在使用WHT和其他光学望远镜搜寻黑洞。“我们现在可以潜在地将恒星和超大质量黑洞中的射流物理学结合在一起，这一事实令人非常满意，”这位科学家解释说。

进行这些测量需要几个望远镜在整个电磁频谱上协同工作。来自地球周围的望远镜同时进行多波长天文学并不容易。因此，只有极少数类似的观察结果可以研究整个电磁频谱在高时间分辨率下黑洞的行为。但这是将来必将进行的其他研究的一瞥。豪尔赫·卡萨雷斯（Jorge Casares）说。

出版物：P.甘地等人。“在积淀的银河黑洞系统中，光学射流基座的仰角为0.1毫秒，” Nature Astronomy（2017）doi：10.1038 / s41550-017-0273-3

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