来自中国的新发现表明,这个“棉人”可以逃脱黑洞…-科学探索-cnBeta.COM

在广阔的空间里,中国的“眼睛”与英雄们见面。 最新发现是有一个可以从黑洞中逃脱的“电晕”! 对于宇宙中具有极强引力的天体黑洞,人们经常用“光不能逃脱”来形容它可怕到足以吞噬一切。然而,由中国科学家组成的团队使用来自中国第一颗X射线太空天文卫星“慧眼”(HXMT)的观测数据进行的最新研究发现,通常被称为“电晕”的等离子体流可以从黑洞中逸出,这使得人们将强大的引力拉向黑洞新领域的认识。

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“智眼”卫星首次检测到电晕的动态演变,照片由研究团队提供。

发现从黑洞中逃脱的“电晕”

记者2月15日从中国科学院高能物理研究所(中国科学院高能物理研究所)获悉,国际著名学术期刊《自然通讯》在线发表了中国最新的科研成果。 。 卫星“智慧之眼”在同一天:科学家团队分析了卫星“智慧之眼”的观测。根据数据,从黑洞的强引力场逸出的日冕是在黑洞的X-雷双星。 “ MAXI J1820 + 070”,首次在黑洞的双星中观测到电晕的速度演变。

研究表明,电晕趋向于向黑洞收缩,并且也以相对论的速度向外移动,电晕的规模越小,速度越高。 同时,该结果也为研究电晕在黑洞积聚过程中的运动提供了重要依据。

最新成果文件名为“智者眼”,这是由武汉大学,中国科学院高能研究所的研究人员共同在X射线双星MAXI J1820 + 070黑洞中发现了向外移动的电晕。中国科学院国家天文台,南京大学,清华大学等研究人员开展。 武汉大学天体物理学中心的尤蓓博士是第一作者。 武汉大学的王伟教授和中国科学院高能研究院的张双南研究员是其中的合著者。

黑洞X射线双星研究的历史

根据中国科学院高能研究所的数据,早在1960年代,天文学家就在银河系中发现了X射线辐射源。 在这些X射线源中,天鹅座X-1(天鹅座X-1)是第一个被认为具有黑洞的双星系统。 从那时起,随着天文学的发展,在银河系中发现了越来越多的双星黑洞X射线恒星系统。 通常认为,在黑洞X射线双星中,来自伴星的物质被黑洞的引力捕获,并逐渐旋转并向黑洞移动,从而形成圆盘结构。形成高温胎冠。 靠近吸积盘的内部区域。 然而,电晕如何在黑洞附近移动一直是研究紧凑天体的未解之谜。

吸积盘中热电晕强度的变化图片由研究小组提供。

2018年3月,离地球约11,300光年的黑洞X射线双星MAXI J1820 + 070爆炸,并且是很长一段时间以来天空中最亮的X射线源之一。 经常观察到该天体爆炸。

2020年,由中国科学院高能研究所牵头的研究小组分析了“智眼”卫星的时变数据,发现了迄今为止能量最多的低频准周期振荡(QPO)信号。 MAXI J1820 + 070中的信号提供了从黑洞地平线附近发射的信号。相对论射流(等离子射流高速向外移动)的观测证据。

最近,武汉大学天体物理中心领导的研究小组分析了“智眼”卫星的能谱数据,发现当X射线辐射强度逐渐降低时,即日冕逐渐减弱时,到吸积盘的曝光(即来自电晕)的影响也减弱了。输出光子与吸积盘的流量和无穷大之间的关系。 研究小组指出,电晕在积垢盘中发射的X射线光子的强度取决于电晕的速度和黑洞的重力场。

数据图:低频QPO源自黑洞周围的高速射流的艺术想象力。照片由中国科学院高能研究所“智眼”卫星小组提供

最新的“绵王”调查已确认

能够逃脱黑洞引力的表冠无疑被称为“表冠之王”,研究证实其“加冕礼”引起了很多关注。

研究小组指出,目前尚不清楚电晕在黑洞积累过程中如何运动。 先前的研究更多地集中在理论上,而观察证据却相对较少。 从理论上讲,当电晕以相对论的速度向外移动时,相对论的聚集效应将削弱从电晕到吸积盘的辐射。

同期对MAXI J1820 + 070设备的时变X射线分析表明,当X射线辐射的强度逐渐降低时,电晕的几何尺度趋于缩小(即,尺度减小) ); 越靠近黑洞,重力弯曲作用越强,吸积盘相对于电晕的张开角度越大,并且从电晕发出的X射线光子应以更大比例辐射吸积盘,从而改善辐射从电晕到吸积盘

数据图:艺术家对“回烟”卫星发现的最接近黑洞的射流产生的准周期性调制信号的想象力,照片由美国科学院高能研究所“智眼”卫星小组提供中国

这与研究团队对“智慧眼”观测数据的分析结果相反。 研究小组认为,对此现象最合理的解释是,随着电晕收缩,电晕中的等离子体流以相对论的速度向外移动。 这为非常接近“眼睛”小组发现的黑洞的相对论射流提供了独立的观察证据和物理解释。 后来的研究发现,电晕的尺寸越小,速度越高,因此日冕物质运动的相对论性成束效应抑制了黑洞的重力弯曲效应。

研究小组声称,“绵旺”号的发现和确认的重要结果是对黑洞X爆炸过程中从黑洞引力场逸出的等离子体流速度演变的第一个系统描述。 -双星射线星,有助于理解黑洞的积聚过程,而相对论的影响非常重要。

数据图:“智眼”卫星首次检测到能量大于200keV的低频QPO,照片由中国科学院高能研究所“智眼”卫星小组提供

“回yan”卫星显示出其巨大的优势。 “皇冠”号调查的最新结果是,“回yan”卫星使用其随时间变化的数据来发现等离子体流及其相对论速度,其移动接近MAXI黑洞的视线。 J1820 +070。在进动过程中,同时,使用“智能眼”卫星的能谱数据,我们还发现了等离子体流的演变及其以相对论速度向外移动的速度。 根据研究小组的说法,这两个相互佐证的研究结果证明了“智眼”卫星在宽能范围时变和能谱研究方面的广泛优势。

据了解,硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星是中国第一颗空间天文卫星(又称空间天文望远镜,空间天文台),它可以实现宽频带,大视野的X射线勘测还可以研究黑洞和中子星等高能天体的短时尺度光变化和宽带能谱。 这也是具有高灵敏度的全天伽玛射线监测仪。

数据图:太空中“智眼”卫星的艺术家想象图。图片由中国科学院高能研究所“智眼”卫星团队提供

作为中国第一台X射线太空望远镜,“智眼”卫星于2011年正式进入工程开发阶段,并于2017年6月中旬成功发射用于科学观测。 它带有三台高,中,低能X射线望远镜。 主要的科学目标包括:在银盘中寻找新的临时辐射源,监测已知的变化源,并观察X射线双星,以研究强磁场或引力场的影响运动和辐射的机理,监测和研究雷电伽马和重力波电磁对应物。

“智慧之眼”卫星项目是由中国科学院高能研究所提出的,并牵头负责卫星有效载荷,地面应用系统和科学研究。 它的成功发射和运行使中国在竞争激烈的高能天体物理观测领域中占有重要地位。

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