最快宇宙颶風(fēng)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中地理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


這是一幅藝術(shù)示意圖,顯示的是IGRJ17091雙星系統(tǒng)。美國宇航局錢德拉X射線空間望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到圍繞其中一個(gè)恒星級(jí)黑洞的吸積盤發(fā)出的星風(fēng)速度高達(dá)每小時(shí)2000萬英里,這相當(dāng)于光速的3%。出乎意料的是,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的吸積盤向外拋出的物質(zhì)量要大于被黑洞吞噬的量,并且這一星風(fēng)會(huì)隨著時(shí)間變化而變化。這一結(jié)果對(duì)于理解這一級(jí)別,即質(zhì)量為5~10倍太陽質(zhì)量的黑洞行為將具有重要意義。

北京時(shí)間2月23日消息,據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)站報(bào)道,借助美國宇航局錢德拉X射線空間望遠(yuǎn)鏡,天文學(xué)家們近期觀測(cè)到圍繞一個(gè)恒星級(jí)黑洞的吸積盤發(fā)出的速度最快的星風(fēng)。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解此類黑洞的行為將產(chǎn)生重要意義。這股星風(fēng)的運(yùn)行速度高達(dá)每小時(shí)2000萬英里(約合每小時(shí)3218.7萬公里),這相當(dāng)于光速的3%,幾乎是之前紀(jì)錄到這類星風(fēng)最快速度的10倍。

所謂恒星級(jí)黑洞是當(dāng)質(zhì)量極大的恒星在引力作用下塌縮時(shí)形成的黑洞,其典型質(zhì)量介于5~10倍太陽質(zhì)量之間。這一黑洞被稱做IGRJ17091-3624,簡(jiǎn)稱IGRJ17091,它的能量驅(qū)動(dòng)了一股強(qiáng)大的星風(fēng),這項(xiàng)研究的第一作者,美國密歇根大學(xué)的阿什利?金(AshleyKing)說:“這是一個(gè)宇宙級(jí)別的5級(jí)颶風(fēng)。我們本沒有預(yù)料到會(huì)在這樣一個(gè)級(jí)別的黑洞附近觀察到這樣強(qiáng)大的星風(fēng)!庇嘘P(guān)這一研究工作的論文已經(jīng)發(fā)表在了本月20日出版的《天體物理學(xué)雜志通訊》上。

黑洞IGRJ17091產(chǎn)生的星風(fēng)的速度幾乎已經(jīng)達(dá)到了一些超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的星風(fēng)級(jí)別,所謂的超大質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量往往是前者的數(shù)百萬乃至數(shù)十億倍。論文合著者,同樣來自密歇根大學(xué)的約翰?米勒(JonM.Miller)說:“真是很意外,這個(gè)小型黑洞竟然能產(chǎn)生足以媲美巨型黑洞的強(qiáng)大星風(fēng)。”他說:“換句話說,這一黑洞的表現(xiàn)遠(yuǎn)超其質(zhì)量水平!

另一項(xiàng)出乎意料的發(fā)現(xiàn)是,看起來這個(gè)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的吸積盤向外拋出的物質(zhì)量要大于被黑洞吞噬的量。阿什利說:“這和人們傳統(tǒng)上認(rèn)為黑洞吞噬一切的觀念是相悖的。我們估計(jì)圍繞黑洞IGRJ17091的吸積盤中有95%的物質(zhì)都被這股星風(fēng)拋射了出去!

和地球上的颶風(fēng)不同,從黑洞IGRJ17091吹出的星風(fēng)是向很多不同方向吹出的。這一特征也可以將其和噴流區(qū)分開來。后者的方向是高度一致的,垂直于吸積盤盤面,并且其噴射速度經(jīng)常可以接近光速。

由美國國家射電天文臺(tái)擴(kuò)展型甚大天線陣設(shè)備進(jìn)行的同步觀測(cè)顯示,當(dāng)這個(gè)黑洞出現(xiàn)這一超高速星風(fēng)時(shí)就無法觀測(cè)到該黑洞產(chǎn)生的射電噴流,但在其它時(shí)間段則可以觀測(cè)到。這一特征和其它恒星級(jí)黑洞的觀測(cè)結(jié)果相吻合,因此為天文學(xué)家們提供了有關(guān)此類星風(fēng)的產(chǎn)生會(huì)造成噴流改變的進(jìn)一步證據(jù)。

科學(xué)家們是在2011年錢德拉望遠(yuǎn)鏡獲取的光譜數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)這一極端高速的星風(fēng)的?臻g離子不斷吸收并輻射光譜中不同的特定能量波段,這讓天文學(xué)家們有機(jī)會(huì)監(jiān)測(cè)它們并了解它們的行為。錢德拉X射線空間望遠(yuǎn)鏡在兩個(gè)月前獲取的鐵離子光譜數(shù)據(jù)并未顯示任何高速星風(fēng)存在的證據(jù),這可能說明這一高速星風(fēng)是時(shí)而存在時(shí)而消失的。天文學(xué)家們相信存在于黑洞吸積盤中的磁場(chǎng)是造成星風(fēng)和噴流產(chǎn)生的原因。而磁場(chǎng)的幾何方位和物質(zhì)向黑洞下落的速率則決定了這一星風(fēng)和噴流現(xiàn)象是否會(huì)出現(xiàn)。

事實(shí)上IGRJ17091是一個(gè)雙星系統(tǒng),其中的兩顆成員星一顆是類太陽恒星,它和一個(gè)黑洞相互繞轉(zhuǎn)。它位于銀河中央核球附近位置,距離地球約2.8萬光年.


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