黑洞也會“發脾氣”:科學家們捕捉到“超高速噴流”的伽
一組科學家宣布,他們首次探測到了來自一種被稱為“超高速噴流 ”的現象的伽馬射線。 科學家們相信,這些噴流在調節黑洞本身及其宿主星係的增長方麵發揮著重要作用。

研究人員利用美國宇航局(NASA)費(fei)米(mi)伽(jia)瑪(ma)射(she)線(xian)太(tai)空(kong)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)上(shang)的(de)大(da)麵(mian)積(ji)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)收(shou)集(ji)的(de)數(shu)據(ju),以(yi)及(ji)結(jie)合(he)了(le)太(tai)弱(ruo)而(er)無(wu)法(fa)單(dan)獨(du)觀(guan)測(ce)的(de)信(xin)號(hao)的(de)堆(dui)疊(die)技(ji)術(shu),在(zai)幾(ji)個(ge)附(fu)近(jin)的(de)星(xing)係(xi)中(zhong)檢(jian)測(ce)到(dao)了(le)來(lai)自(zi)“超高速噴流 ”的伽馬射線。這個團隊,包括來自芝加哥大學、克萊姆森大學、查爾斯頓學院和其他許多人的科學家,於2021年11月10日在《天體物理學雜誌》上發表了這些結果。
他們表示,這些結果應該有助於了解在我們自己的銀河係形成和成長過程中發生了什麼。
“我們的伽馬射線觀測顯示了超大質量黑洞如何將大量的能量轉移到它們的宿主星係,”克萊姆森大學的博士後研究員、該研究的負責人Chris Karwin說。“盡管這些風很難探測到,但人們認為它們在大質量黑洞和宿主星係本身的成長過程中起著重要作用。”
類似海嘯的風
每個星係的中心都有一個超大質量的黑洞。有些是休眠狀態。其他的則被稱為活躍星係核,它們是活躍的,這意味著它們吸納並"吃掉"周圍的物質。
但與流行的假設相反,黑洞並不是真的吞噬它們附近的一切。克萊姆森大學副教授Marco Ajello說:“黑洞就像強大的吸塵器,它們會噴出一些靠近它們的汙物,而不是吸走所有東西。”他是這項研究的共同負責人。“這些噴射物,即類似海嘯的風,是由高度電離的氣體組成的。”
當這些氣體與存在於恒星係統之間的物質相互作用時,會產生強大的衝擊波。Karwin解釋說,通過這種方式,黑洞將大量的能量轉移到它們的宿主星係。他說:“這些超快的外流就像一個活塞,實際上將被稱為宇宙射線的帶電粒子加速到接近光速的水平。”
這些宇宙射線繼續與宿主星係中的粒子碰撞,最終產生科學家們探測到的伽馬射線。
“這種伽馬射線發射編碼了大量的信息,”芝加哥大學的研究生、該論文的共同作者Rebecca Diesing說:“這包括它是如何進化的,它是如何加速宇宙射線的,以及它是如何與宿主星係中的物質互動的。”
與芝加哥大學天文學和天體物理學係的副教授Damiano Caprioli合作,Diesing開kai發fa了le最zui先xian進jin的de計ji算suan建jian模mo技ji術shu來lai計ji算suan粒li子zi如ru何he在zai天tian體ti物wu理li環huan境jing中zhong被bei加jia速su,特te別bie是shi在zai風feng產chan生sheng的de強qiang大da衝chong擊ji波bo處chu,以yi及ji這zhe種zhong能neng量liang非fei常chang高gao的de粒li子zi如ru何he發fa射she伽jia馬ma射she線xian。這zhe些xie信xin息xi加jia在zai一yi起qi,有you助zhu於yu理li解jie這zhe些xie超chao高gao速su噴pen流liu是shi如ru何he演yan變bian的de。
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Ajello說:“星係中心的黑洞和星係本身有一個機製,使其質量共同增長--這就是這個機製。”
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