天文大發現:有物質能逃脫黑洞 推翻現有理論

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【大紀元2013年09月08日訊】(大紀元記者李洗塵編譯報導)近日,天文學家使用美國宇航局的錢德拉X射線天文台(Chandra X-ray Observatory)獲得了重大的研究進展。該進展解釋了,為什麽環繞在銀河系中心巨大黑洞周圍的物質,發射出極為微弱的X射線。這一發現對理解黑洞有著重要的意義。

錢德拉天文台對人馬座A *(Sagittarius A*,距離地球約2萬6千光年)的最新照片顯示,在人馬座A *引力範圍內的氣體,最終只有不到1%進入「事件視界」(黑洞周圍的一個界限,進入其中的物質將無法逃出黑洞),被黑洞吞噬。而大部分氣體在靠近事件視界時被噴射了出去,並可能發出亮光,從而生成了微弱的X-射線。

為得到這些新發現,錢德拉天文台進行了有史以來最長期的一次觀測活動。2012年,這座位於太空中的天文台收集了五個星期的人馬座A *的數據。在大量的數據中,研究人員發現了異常的細節和敏感的X射線圖,並發現人馬座A *周圍的超熱氣體的能源特征。這些氣體的質量約為太陽的4百萬倍。

該研究發表在近期出版的《科學》期刊上,研究領導者,麻州大學的丹尼爾•王(Q. Daniel Wang)說:「我們認為,絕大多數大型星系在其中心都有一個超大質量黑洞,但它們離我們太遠,以致無法去研究其周圍的物質是如何流動的。人馬座A *可以說是僅有的一個黑洞,其距離讓我們可以見證這一過程。」

之前有理論模型稱,黑洞發射的X射線,來源於其周圍小型恆星的聚集。研究人員發現,錢德拉天文台獲得的數據並不支持這一理論。X-射線數據顯示,黑洞附近的氣體可能源於星際風(由盤形分布的大量年輕恆星產生)。

當一個物質進入「事件視界」被一個黑洞捕獲時,該物質必須失去熱量和動量。噴射出的物質允許這種情況發生。

該研究報告的合著者、中國上海天文台的馮遠表示:「大多數的氣體必須被拋出,只有少量的氣體可以達到黑洞。與一些人認為的相反,黑洞實際上並不吞噬所有被拉向它們的物質。顯然,大部分人馬座A *找到的食物『難以下咽』。」

人馬座A *可以影響到的的氣體非常分散,並且溫度超高,因此對這個黑洞來說,很難捕捉和吞噬。那些為此類星體提供能源,並產生巨大輻射的貪吃黑洞,其周圍氣體和人馬座A *相比,溫度低,密度大。

人馬座A *的「事件視界」,對黑洞周圍的發光物質,投下了一層陰影。這項研究可能有助於用射電望遠鏡去觀察和理解這個陰影。它也將有助於理解,黑洞周圍的恆星和星雲對黑洞吸收和噴射出的物質的影響。

(責任編輯:張東光)

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