在人马座A黑洞中,发现奇怪准周期闪烁,每30分钟就闪亮一次

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使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的天文学家,在来自银河系中心人马座(SGR)A*的毫米波中发现了准周期闪烁,研究表明:这些闪烁是由于轨道半径小于水星的超大质量黑洞周围射电斑点旋转造成。这是一条有趣的线索,可以用来研究具有极端引力的时空,其研究发表在《天体物理学》期刊上。研究主要作者、日本庆应义塾大学研究生岩田友平(Yuhei Iwata)表示:

在人马座A黑洞中,发现奇怪准周期闪烁,每30分钟就闪亮一次-第1张图片-IT新视野

众所周知,人马座A*黑洞有时会在毫米波长内爆发,这一次,我们利用ALMA获得了10天、每天70分钟的人马座A*黑洞无线电波强度变化的高质量数据,然后发现了两个趋势:典型时间尺度为30分钟的准周期变化和长达一小时的缓慢变化。天文学家推测,一个质量为400万个太阳的超大质量黑洞位于人马座A*的中心。人马座A*的耀斑不仅在毫米波段观测到,而且在红外光和X射线中也能观测到。

然而,用ALMA检测到的变化,比以前检测到的变化要小得多,而且这些水平的小变化可能总是发生在人马座A**中。黑洞本身不会产生任何形式的辐射,排放源是黑洞周围灼热的气盘。黑洞周围的气体不会直接进入引力井,但会绕着黑洞旋转,形成吸积盘。研究团队专注于短时间尺度的变化,发现30分钟的变化周期相当于半径为0.2个天文单位吸积盘最内缘的轨道周期(1个天文单位相当于地球与太阳的距离:1.5亿公里)。

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相比之下,太阳系最内侧的行星水星围绕太阳的距离为0.4个天文单位。考虑到黑洞中心的巨大质量,其引力效应在吸积盘中也是极端的。庆应义塾大学教授Tomoharu Oka说:这种发射可能与超大质量黑洞附近发生的一些奇异现象有关。热点零星地在圆盘中形成,并围绕黑洞旋转,发出强烈的毫米波。根据爱因斯坦的狭义相对论,当光源以与光速相当的速度向观测者移动时,辐射在很大程度上被放大。吸积盘内缘的自转速度相当大,因此产生了这种特殊的效应。

天文学家认为,这是人马座A*毫米波辐射短期变化的根源。研究小组推测,这种变化可能会影响用事件视界望远镜拍摄超大质量黑洞图像的努力。一般来说,移动越快,给物体拍照的难度就越大,相反,排放本身的变化为气体运动提供了令人信服的洞察。通过与ALMA的长期监测活动,可能会见证黑洞吸收气体的时刻。研究目标是提取独立的信息,以了解超大质量黑洞周围令人费解的环境。

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