中财网青椒丶呆哥微博:天文學家稱首次觀測到圍繞黑洞的“吸積盤”
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/29 00:04:26
天文學家稱首次觀測到圍繞黑洞的“吸積盤”
中評社香港7月26日電／據美國《科學日報》報道，日前一個國際研究小組的天文學家首次觀測到旋繞在巨大的黑洞周圍灼熱的吸積盤(accretion disc)，這一發現也增大了對目前類星體的科學解釋的可信性。
類星體是一種光度極高、距離極遠的奇異天體。越來越多的證據顯示，類星體實際是一類活動星系核(AGN)。而普遍認可的一種活動星系核模型認為，在星系的核心位置有一個超大質量黑洞，在黑洞的強大引力作用下，附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質圍繞在黑洞周圍，形成了一個高速旋轉的巨大的吸積盤。在吸積盤內側靠近黑洞視界的地方，物質掉入黑洞里，伴隨著巨大的能量輻射，形成了物質噴流。而強大的磁場又約束著這些物質噴流，使它們只能够沿著磁軸的方向，通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者，就能觀測到類星體。
該國際研究小組的領導人是德國柏林前西德科學院(Max-Plank Institute)專門研究射電天文學的Makoto Kishimoto。小組成員還包括來自美國加州大學的物理學教授羅伯特.安托努奇（Robert Antonucci）和奧馬爾.布萊斯（Omer Blaes）等，可謂人才濟濟。通過研究，他們首先找到了觀測黑洞周圍的吸積盤的方法，並首次觀測到了這些旋繞在黑洞周圍的灼熱物質。而研究人員通過電磁頻譜儀測量到吸積盤發出的光綫的結果也與他們長期以來的猜測相吻合。Makoto Kishimoto 說：“經過數十年的爭論，我們最終找到了足够讓人信服的證據證明之前猜想的“吸積盤”是的確存在的。”
羅伯特.安托努奇和奧馬爾.布萊斯使用偏光過濾器將吸積盤所放射出的光綫與黑洞附近其他物質所發出的光綫進行了分離。安托努奇稱贊這一工作大大增加了人們接受解釋類星體的各種證據的可能性。
目前天文學家提出了許多關於類星體的能量來源和產生光亮等物理過程的假說，而安托努奇認為最具吸引力的是：物質掉落到巨大黑洞附近，並隨吸積盤旋繞在黑洞周圍，並向黑洞視界（event horizon），即標志著黑洞邊界的地方移動。在這個過程中，摩擦使得該物質迅速升溫達數百萬度，並釋放出高能輻射，產生了各種波長的光，包括 ，可見光和紫外綫。最終，該物質被黑洞吞噬，從而增加了黑洞的質量。
“如果這一過程是真實的，我們則可以根據物理定律預測類星體的電磁波譜應該是什麽樣的。”但一直到現在檢測該解釋的真實性才成為可能，因為天文學家已經能區分由吸積盤所放射出的光綫和其他的塵埃粒子及電離氣體所放射出的光綫的不同。
研究人員在英國紅外天文望遠鏡(United Kingdom Infrared Telescope)上安裝了偏光過濾器，通過對其他的光綫進行過濾，他們能够單獨測量吸積盤發出光綫的頻譜。而測量的結果顯示與他們之前預測的十分吻合。研究人員同樣還通過甚大望遠鏡(Very Large Telescope)的光偏振分析器搜集了大量的數據（甚大望遠鏡是歐洲南方天文台在智利建造的大型光學望遠鏡）。
其實，偏光過濾器能實現其作用的原因在於直射光能被過濾掉。雖然吸積盤產生的直射光和周圍的塵埃粒子以及電離氣體產生的一樣，但是，有一小部分吸積盤發射的光綫，即研究人員想要研究的那部分，卻由於受到位於黑洞附近的氣體的反射而變成了偏振光。
安托努奇說：“因此，如果我們的計劃只針對偏振光，那麽通過偏光過濾器其他的光綫就像不存在一樣，我們能真正觀測到吸積盤所發出光綫的頻譜。有了這些頻譜數據，我們能更好地了解黑洞如何吞噬別的物質並逐漸擴大。”
他還指出研究諸如類星體等閃亮天體的頻譜為天文學家了解其性質和運行過程提供了巨大的幫助，並讓他們搜集到了驚人數量的珍貴信息。安托努奇說：“雖然我們對吸積盤運動的物理過程的了解仍很有限，但至少現在我們能對將來有更豐富的發現充滿信心。”
中評社香港7月26日電／據美國《科學日報》報道，日前一個國際研究小組的天文學家首次觀測到旋繞在巨大的黑洞周圍灼熱的吸積盤(accretion disc)，這一發現也增大了對目前類星體的科學解釋的可信性。 類星體是一種光度極高、距離極遠的奇異天體。越來越多的證據顯示，類星體實際是一類活動星系核(AGN)。而普遍認可的一種活動星系核模型認為，在星系的核心位置有一個超大質量黑洞，在黑洞的強大引力作用下，附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質圍繞在黑洞周圍，形成了一個高速旋轉的巨大的吸積盤。在吸積盤內側靠近黑洞視界的地方，物質掉入黑洞里，伴隨著巨大的能量輻射，形成了物質噴流。而強大的磁場又約束著這些物質噴流，使它們只能够沿著磁軸的方向，通常是與吸積盤平面相垂直的方向高速噴出。如果這些噴流剛好對著觀察者，就能觀測到類星體。
該國際研究小組的領導人是德國柏林前西德科學院(Max-Plank Institute)專門研究射電天文學的Makoto Kishimoto。小組成員還包括來自美國加州大學的物理學教授羅伯特.安托努奇（Robert Antonucci）和奧馬爾.布萊斯（Omer Blaes）等，可謂人才濟濟。通過研究，他們首先找到了觀測黑洞周圍的吸積盤的方法，並首次觀測到了這些旋繞在黑洞周圍的灼熱物質。而研究人員通過電磁頻譜儀測量到吸積盤發出的光綫的結果也與他們長期以來的猜測相吻合。Makoto Kishimoto 說：“經過數十年的爭論，我們最終找到了足够讓人信服的證據證明之前猜想的“吸積盤”是的確存在的。”
羅伯特.安托努奇和奧馬爾.布萊斯使用偏光過濾器將吸積盤所放射出的光綫與黑洞附近其他物質所發出的光綫進行了分離。安托努奇稱贊這一工作大大增加了人們接受解釋類星體的各種證據的可能性。
目前天文學家提出了許多關於類星體的能量來源和產生光亮等物理過程的假說，而安托努奇認為最具吸引力的是：物質掉落到巨大黑洞附近，並隨吸積盤旋繞在黑洞周圍，並向黑洞視界（event horizon），即標志著黑洞邊界的地方移動。在這個過程中，摩擦使得該物質迅速升溫達數百萬度，並釋放出高能輻射，產生了各種波長的光，包括 ，可見光和紫外綫。最終，該物質被黑洞吞噬，從而增加了黑洞的質量。
“如果這一過程是真實的，我們則可以根據物理定律預測類星體的電磁波譜應該是什麽樣的。”但一直到現在檢測該解釋的真實性才成為可能，因為天文學家已經能區分由吸積盤所放射出的光綫和其他的塵埃粒子及電離氣體所放射出的光綫的不同。
研究人員在英國紅外天文望遠鏡(United Kingdom Infrared Telescope)上安裝了偏光過濾器，通過對其他的光綫進行過濾，他們能够單獨測量吸積盤發出光綫的頻譜。而測量的結果顯示與他們之前預測的十分吻合。研究人員同樣還通過甚大望遠鏡(Very Large Telescope)的光偏振分析器搜集了大量的數據（甚大望遠鏡是歐洲南方天文台在智利建造的大型光學望遠鏡）。
其實，偏光過濾器能實現其作用的原因在於直射光能被過濾掉。雖然吸積盤產生的直射光和周圍的塵埃粒子以及電離氣體產生的一樣，但是，有一小部分吸積盤發射的光綫，即研究人員想要研究的那部分，卻由於受到位於黑洞附近的氣體的反射而變成了偏振光。
安托努奇說：“因此，如果我們的計劃只針對偏振光，那麽通過偏光過濾器其他的光綫就像不存在一樣，我們能真正觀測到吸積盤所發出光綫的頻譜。有了這些頻譜數據，我們能更好地了解黑洞如何吞噬別的物質並逐漸擴大。”
他還指出研究諸如類星體等閃亮天體的頻譜為天文學家了解其性質和運行過程提供了巨大的幫助，並讓他們搜集到了驚人數量的珍貴信息。安托努奇說：“雖然我們對吸積盤運動的物理過程的了解仍很有限，但至少現在我們能對將來有更豐富的發現充滿信心。”