終揭開謎題:黑洞噴流的能量從何而來?

  大名鼎鼎讓人聞風喪膽,進去就出不來的黑洞,吞噬一切攔路物質的黑洞,在這些黑洞中,極少數潛伏在星系中心的超重黑洞會以光速向外噴射粒子流。

  一項對200多個黑洞進行的調研發現,這些噴流的比科學家之前預測的還要兇猛。天文學家並不知道是什麼給了這些噴流如此強大的力量,但是通過這些最新調研,科學家們認為粒子噴流利用了黑洞自身的旋轉能。

噴流如此強大的力量

  英國劍橋大學天文研究所所長AndrewFabian(沒有參與研究)說:“這是很令人激動的發現。關於這點的可能性,人們已經爭論了很久。”約1%的超重黑洞有圍繞自身的氣體塵埃吸積盤。盤中的物質落入黑洞中時,會因高熱而發出閃亮的光芒。每10個此類活躍黑洞中,有1個能向外噴射99.995%光速的粒子流。天文物理學家此前一致認為是吸積盤製造了這些噴流,只是不知道具體的原理。

217個明亮黑洞

  意大利國家天文物理研究所的天文物理學家GabrieleGhisellini領導了一個研究團隊,對217個明亮黑洞(之所以叫明亮因為可以觀測到伽馬射線和可見光)。調研的關鍵數據來自2008年升空的NASA費米伽馬射線太空望遠鏡。

  研究團隊在11月19日《自然》在線版上發表了研究成果,他們認為吸積盤的亮度和噴流的伽馬射線強度之間存在明顯線性關係。吸積盤亮度越高,噴流的力量越強。Ghisellini說如果算噴射進宇宙的總能量的話,噴流發出的能量是吸積盤的10倍。所以Ghisellini認為噴流肯定有其它能量來源。

  目前對於噴流能量來源的解釋中,接受度最高的一種解釋認為,高速自旋的吸積盤含有大量帶電粒子,這些帶電粒子在旋轉的情況下形成了強大的與黑洞接觸的磁場。

高速自旋的吸積盤含有大量帶電粒子

  如果黑洞也在自旋,就會對磁場產生拖拽,在黑洞的旋轉極上,磁場被繞成一個緊緊的錐狀。也正是因為這個扭曲的磁場,才加速了黑洞中的粒子,讓其形成噴流,整個過程的能量來源都是黑洞的旋轉能。

  Ghisellini說研究團隊發現噴流的功率比吸積盤的功率高得多!所以吸積盤不可能單獨推動噴流,黑洞自身的旋轉應該也是噴流的能量來源。Ghisellini說接下來科學家就要測量黑洞的自旋,看看自旋速度是否和噴流強度有關。不過他也表示,要測量黑洞自旋是非常難的。

黑洞自身的旋轉應該也是噴流的能量來源

  宇宙的知識十分深奧,我們對它的瞭解還很少。黑洞以何種方式吞噬星體我們還沒有弄清楚。這下又多了一個黑洞為何會向外噴射電子。不得承認,人類在宇宙面前十分渺小。還有太多未解的宇宙知識等待我們去瞭解。




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