人类首次在黑洞超软谱态下发现相对论性喷流

 致密天体吸积过程中相对论喷流的形成机制,是天体物理学的基础问题之一。理论上虽然很难回答这个问题,但对于 微类星体相对论喷流的观测,在现象上给出了规律：对于辐射出超软Ｘ射线的天体,相对论喷流是无法产生的。对于河外 星系M81中超软极亮X射线源(M81 ULS1)的光谱观测表明,蓝移的宽Hα发射线,是重子物质相对论喷流的证据。喷流的进 动导致发射线随时间变化,其投影速度约为光速的17%,这与微类星体的原型SS433极为相似。这种相对论喷流不可能起 源于白矮星,而是起源于中子星或黑洞,这与M81 ULS1的超软X射线光谱相矛盾。X射线超软源中相对论喷流的发现,打 破以往对喷流形成的理论认知。处在超爱丁顿吸积状态,并拥有光厚吸积盘外流的黑洞,可以用来解释这种超软谱态与相 对论喷流的共存现象。     

类星体的能量之谜

类星体,是遥远宇宙中最明亮的一类天体.光变研究表明类星体发出光学辐射的区域很小,只有几光天到几光年.如此小的发光区域,每秒钟释放的能量却比大小是它几十万甚至千万倍的普通星系还大上千倍.那么,类星体的巨大能量来源是什么呢?超大质量黑洞对周围物质的吸积,是对这个问题的最简单回答.那么,黑洞如何吸积周围物质?此外,黑洞不仅吸积物质,还可能吹出盘风,产生喷流,与周围星际介质发生相互作用,从而能影响类星体寄主星系的演化.本文将着重介绍:(1)类星体的发现;(2)类星体的能源;(3)黑洞吸积盘理论模型;(4)类星体的喷流;(5)超大质量黑洞与其寄主星系的演化.     

黑洞休眠

位于星系中心的一些超大质量黑洞的胃口极大，它们吞噬物质的速度很快，以至于其中一部分物质以辐射喷流的形式逃逸。但是，包括银河系中心黑洞在内的其他黑洞却一直处在休眠状态。     

扭绞磁场使黑洞发射出喷流

据英国New Scientist，2004，183(2461)：14报道，位于星系中心的超大质量黑洞被天文学家认为是喷射出物质和能量汹涌喷流(jets)的源泉。最逼真的计算机模拟显示：当黑洞旋转时．将环绕着它的磁场扭绞得非常紧密．以至于当这种磁场松卷时就向空间喷吐出大量粒子达数十万光年之遥。天文学家们已探测到从数千个被称为强射电类星体在射电波段发射出的喷流，但对于被认为是由十亿倍太阳质量的黑洞提供能量的喷流如何形成的这一问题，天文学家尚未取得一致意见。     

死亡星系“控诉”黑洞“谋杀”

通过设置在太空中的望远镜,天文学家最近发现了3个早已死亡的古老星系,这些星系中再也不会产生新的恒星。这些死亡星系的发现,为黑洞的“谋杀罪名”提供了新的证据。科学家分析了从这3个遥远星系发出的光线,结果发现它们全为红色光,这说明这些星系     

前沿

正黑洞吸积流风存在的直接观测证据被发现中国科学家发现了黑洞吸积流中存在风的直接观测证据。宇宙中几乎所有星系中心都存在一个超大质量黑洞,黑洞周围的气体在黑洞引力的作用下朝黑洞下落,形成黑洞吸积盘。吸积盘会发出强烈的辐射和物质外流,人类首张黑洞照片中拍到的辐射就是源于吸积盘。黑洞吸积是研究活动星系核、伽马射线暴等重要高能天体物理现象的理论基础。     

暗物质越多 黑洞越大

<正>黑洞坐落在每个大质量星系的中心。科学家现在相信,星系的这颗黑暗心脏是由它周围的暗物质云塑造的。科学家通过观测椭圆星系,来调查黑洞与暗物质云之间关系。椭圆星系是在较小的星系合并成一个橄榄球形状的星系时形成的,它们的暗物质也合并在一起。目前尚不清楚暗物质怎样控制黑洞生长,但新     

黑洞新图像表明存在巨型磁场

正事件视界望远镜的数据显示出M87星系黑洞附近发出的光的方向。事件视界望远镜拍摄到的M87星系黑洞新图像揭示了该黑洞周围旋转的物质所发射的光波的偏振(亮线)。这种偏振与黑洞的磁场有关天文学家首次发现了缠绕在黑洞周围的磁场。2021年3月24日,研究人员在《天体物理学快报》在线版发表的两项研究报告称,事件视界望远镜揭示了M87星系中心超大质量黑洞周围炽热的发光气体具有磁性。这些磁场被认为在黑洞如何吞噬物质并将强大的等离子体喷射到数千光年之外的太空中起着至关重要的作用。     

黑洞大餐

长期以来，天文学家一直猜测银河的中心潜伏着一头巨大的怪物──黑洞。这是一个规模非常巨大的黑洞，恰好位于我们的轮状星系──银河系的正中。天文学家认为；既然其他星系中存在黑洞，因此银河系中也可能有黑洞。 但要找到黑洞，却并非易事。我们所熟知的可见光不能逃离黑洞，因此银河系中央是否真的有一头怪物；一直是个谜。 许多年来，观测者们一直在窥探银河系的中心。恒星和气体围绕银河系的中心快速移动，这暗示那里确实隐藏着某种庞然大物。但它是什么呢？如果它真的是黑洞，无线电望远镜应该能探测到一种信号，那就是超高热气体旋…     

数字

<正>1万亿亿天文学家早就发现一个名为P13的黑洞比较贪吃,因为它在用餐时比别的黑洞发出了更强的光亮。然而近期的研究显示,P13比人们预想的要贪婪得多。这颗距离地球1200万光年、位于NGC7793螺旋星系边缘的黑洞,每分钟能吃掉的物质相当于1万亿亿个热狗。据从事此项研究的索里亚博士称,黑洞P13有     

河外射电喷流

近几十年,人们在研究星系活动现象时,发现了喷流现象,这对研究星系活动现象的精细结构和能量转换机制有重要意义,《河外射电喷流》一文综合介绍了这一研究课题的进展.     

科学之窗

中等质量黑洞被发现据美国《纽约时报》报道,美国天文学家发现了一种新类型的黑洞。科学家认为,新发现的这个体积中等的黑洞将能够最终为揭开宇宙中黑洞的形成之谜提供新的线索。 黑洞是一种密度极高的宇宙天体,每个星系里都有它的身影。天文学家之所以对黑洞感兴趣,是因为对黑洞的了解有助于揭开星系形成之谜。科学家早已经在大多数星系的中心发现了不少黑洞,其中一些属于庞大无比的重量级,其他的则属于不大起眼的轻量级,可是却没有中等大小的黑洞。一些天文学家怀疑,这其中一定还有一个环节没有被发现。最近,美国天文学家终于在…     

黑洞质量的首次测定

根据国际紫外探测卫星获得的最新结果,在NGC4151星系的类星体核心的中心的一个黑洞的质量约为太阳的1亿倍。这是天文学家们第一次获得一个类星体中心的质量。这个发现加强了类星体的密集功率是由于星系中心质量极大的黑洞周围气体涡动所致的理论。NGC4151是一个距地球约5千万光年的螺旋星系,其中心“小类星体”核心是一个十分小的亮区,那里气体云的运动极快。这些星系称为Seyfert星系,而NGC4151是最近的明亮的实例。以格林威治天文台为首的一项国际研究项目对此核心进行了研究,他们利用了装在国际紫外探测卫星上的45厘米望远镜。大部分来自核心区的紫外辐射是在一个极端密集的功率源中产生的,但特定     

死亡了的类星体今何在

最近两次观察表明许多“普通”的星系,包括我们自的银河系都包含有超巨型黑洞.类星体的标准模型——其能量来自一个其他方面正常的星系中心的巨大黑洞——给出一个推论:可能包括银河在内的许多邻近的星系都是死亡了的类星体,其间仍蕴藏着亿万倍于太阳质量的黑洞.虽然要直接证实这个观点是很困难的,但最近的两次观察增强了它的真实性.首先,伯克利加州大学的菲列本哥和加州理工学院的萨琴特发现,邻近星系在它们的深处     

一星系黑洞“消化不良” 喷出大堆物质

<正>英国皇家天文学会称,在离地球2 000多万光年的地方,一个星系中央的超大质量黑洞发生"消化不良",打着"饱嗝"向星际空间喷出一大堆物质。这个星系编号为NGC5195,它有一个较大的同伴NGC5194,两者由引力束缚在一起。此前已观测到它们附近有两个X射线弧,据称这是NGC5195星系中央的黑洞"打嗝"形成的。包括银河系在内,几乎所有星系中央都有一个超大质量的黑洞,吸引吞噬周边一切物质。     

先有黑洞还是先有星系

黑洞和星系,到底先有哪一个?由于大多数星系的中心都有巨型黑洞,天文学家们想搞清这些宇宙巨物是不是产生星系的种源.然而,黑洞也具有巨大的破坏力,按照推理,它们也本应该阻碍星系的发展.于是,天文学家们做了一个判断--黑洞是首先存在的,在2009年美国天文学会年会的新闻发布会上,天文学家又描述了这个判断.专家们说,基于该判断的发现,将会使科学家们对星系的诞生有更加清晰的认识.     

重新审视那个著名的黑洞

<正>天文学家反复研究M87星系中的那个超大质量黑洞后证实,它仍旧符合爱因斯坦理论的预测。你好,黑暗,我们的老朋友,又来看你了。M87是一个距地球5500万光年的巨大星系,它的中心是一团直径380亿千米、质量相当于65亿个太阳的黑暗——那是通往无尽的暗门,还有一个大家耳熟能详的名字,“黑洞”。2017年,负责操作事件视界望远镜（实质是一张分布遍及全球的射电望远镜网络）的天文学家团队得到了M87星系中心黑洞的照片,这也是人类有史以来得到的第一张黑洞照片。     

类星体创造了星系吗

类星体和星系哪一个形成在前呢?长期以来,天文学家们认为年轻的星系滋养了位于中心的黑洞,一直到黑洞变成类星体。类星体是质量极大、威力极强的能量源。但是现在科学家们发现,一颗没有挂靠主星系的类星体显然在大量地制造新恒星。该发现表明,类星体至少创造了某些星系,或许并不是星系创造了类星     

27亿光年外超大质量黑洞吞噬红巨星

美国宇航局观测到一个超大质量黑洞吞噬一颗红巨星的情景。这个超大质量黑洞潜伏在一个距地球27亿光年的星系中央。由于距离黑洞过近，不幸的红巨星被黑洞的巨大引力撕裂，最后走向死亡。这是科学家第一次观测到红巨星正在被黑洞吞噬的情景。     

首张黑洞照片诞生——谈黑洞的前生今世

1905年和1916年爱因斯坦分别提出了狭义相对论和广义相对论,这不仅改变了人类对宇宙的认识而且还深深地影响了我们的日常生活,其中广义相对论一个著名的预言就是黑洞。目前,天文学家发现几乎每个星系中心都存在一个百万到百亿个太阳质量的巨型黑洞,而且每个星系中可能还存在上亿个恒星级黑洞。中等质量黑洞是否存在目前还不确定。黑洞存在的间接证据已经有很多,但人类更渴望直接看到黑洞的面目。黑洞虽然本身并不发光,但可以将吸积物质的引力能通过吸积盘变成辐射,从而被我们看到。北京时间2019年4月10日21时,事件视界望远镜项目在比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿全球六大城市同步举行新闻发布会,公布人类获得的首张黑洞照片。这张照片摄自梅西耶87(M87)星系中心的黑洞,重约60亿太阳质量,距离地球5 600万光年,由全世界横跨几大洲近10台毫米波望远镜(或阵列)进行联网观测,项目团队包括来自中国科学院上海天文台等单位的10余名中国成员。可以说"人类首张黑洞照片"是继2016年发现引力波之后人们寻找到的爱因斯坦广义相对论最后一块缺失的拼图。本文还对未来中国在黑洞研究方面的重大项目做了简单介绍和展望。