黑洞最新研究发现,有物质在逃离黑洞

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根据爱因斯坦的广义相对论,宇宙中有一种天体具有极其惊人的引力,它甚至可以吞噬光。这种天体是一个黑洞。

原则上,任何物质都可以逃出黑洞。但现实是,面对可怕的黑洞,物质仍有成功逃逸的可能。最近,中国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的Maxi j1820+070系统,其中包含一个黑洞。令他们震惊的是,当黑洞疯狂的时候,有一个日冕结构以惊人的速度逃逸,摆脱了黑洞的控制。

黑洞最新研究发现,有物质在逃离黑洞-第1张图片-IT新视野

“慧眼”全称为“慧眼”硬X射线调制望远镜(HXMT),是我国第一颗空间天文卫星。多年来,全世界都知道,人类最优秀的X射线空间望远镜是美国宇航局的钱德拉X射线望远镜和欧洲航天局的XMM牛顿卫星。然而,中国的洞察力丝毫没有落后。

惠妍的名字很特别。从字面意义上讲,这意味着中国科学家从此拥有了自己的太空望远镜,我们中国人通过自己的“慧眼”洞察了宇宙的奥秘。同时,“会”一词来自已故科学家何泽慧的名字。何泽慧是我国杰出的核物理学家,为我国高能物理的发展做出了重要贡献。她的丈夫是钱三强,两弹一星。

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早在1993年,中国科学家李铁北、吴梅等人就提出了这一概念,但直到2005年才正式列入国家“十一五”空间科学发展规划。何泽慧为惠岩项目的推进做出了巨大贡献。2011年,何泽慧去世,同年惠妍正式进入工程开发阶段。因此,慧眼卫星的名字也是对2011年去世的何泽慧的纪念。

2017年6月15日,长征四号乙运载火箭搭载“眼睛”卫星从酒泉卫星发射中心发射升空。半年后的2018年1月30日,汇燕正式交付。

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彗星上有三组高能、中能和低能的x射线望远镜。同时,它的探测面积超过5000平方厘米,视野非常大,这使得它具有非常强的观测能力。在我国高能天体物理现象的观测中,洞察是一种有力的武器。

正是有了如此先进的设备,中国科学家才有了这一重要发现。

MaxiJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统,距离地球约10000光年。根据观测,黑洞的质量大约是太阳的8倍,而其伴星的质量只有太阳的一半。毫无疑问,这颗恒星濒临死亡。在黑洞强大的引力作用下,恒星的物质不断被黑洞吞噬和屠杀。

当物质落向黑洞时,它会旋转并加速接近黑洞。由于物质随着能量的增加而加速下落,它开始发光,在黑洞周围形成一个巨大的吸积盘。在吞噬的过程中,黑洞的两极会产生一股强大的射流,其速度甚至达到光速的80%,称为相对论射流。

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这种天体物理过程是我们了解黑洞和极端物理的重要对象,因此包括美国在内的许多国家都通过x射线望远镜对其进行了观测。中国科学家不甘落后,依靠强大的洞察能力,去观察它。

早在2018年,我们的科学家团队就开始观测Maxi j1820+070。当时,马西j1820+070发生爆炸,在相当长一段时间内是天空中最强的X射线源之一,引起了中国科学家的关注。

今年2月15日,武汉大学天体物理中心第一作者游蓓博士发表了武汉大学、中科院高能研究所、中科院国家天文台、南京大学合作的最新研究成果,清华大学等高校和机构在权威期刊《自然传播》上发表文章。

在对maxij1820+070的观测中,我国天文学家对其日冕结构给予了更多的关注。所谓的日冕是指从黑洞喷出的等离子体。吸积盘上日冕的辐照程度可以反映等离子体流的速度和黑洞的引力。

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在过去的研究中,科学家们大多从理论层面分析黑洞中日冕的运动规律,而实际观测却十分有限。科学家们一直认为,离黑洞越近,黑洞的引力就越强,对日冕的影响也就越大。因此,这部分日冕辐射的X射线具有较强的辐射度。

然而,中国科学家通过肉眼观察发现,实际情况和理论恰恰相反。研究人员通过对慧眼观测数据的分析发现,当黑洞日冕逐渐减弱时,其对黑洞吸积盘的暴露也会减弱。

鉴于这种情况,中国科学家推测,当黑洞日冕减弱时,其喷流速度会增加,甚至接近光速。根据先前的理论,在黑洞附近,可怕的重力会使等离子束扭曲。但现实情况是,相对论性的等离子体团并没有被引力弯曲,而是被喷射到太空中,而没有向前去摆脱黑洞的引力。

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据介绍,在这项研究中,科学家们首次利用X射线观测了黑洞吞噬恒星物质的爆炸过程,系统分析了从黑洞影响范围逃逸的等离子体流的速度变化,这对于我们理解黑洞的吸积过程和相对论效应具有重要意义。

更令人兴奋的是,参与这项研究的人员和设备是中国自身智慧的结晶。在天体物理学最深的领域,比如黑洞,我们总能看到美国或欧洲的科学家取得了哪些突破。现在,中国科学家也显示出了巨大的威望,并在权威期刊上发表了这一发现,这意味着中国正在接近欧美国家的天文探测水平。

相信在不久的将来,中国在天文探测领域将有更多的成就和突破,中国成为世界天文强国的日子不远了。

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