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黑暗中的闪烁:科学家构建银河系超大质量黑洞的最精确模型

2022-06-24 15:39:56 来源:网络

  外表可能具有欺骗性。白炽灯泡的光线看起来很稳定,但实际上每秒闪烁120次。因为大脑只感知到它接收到的信息的平均值,这种闪烁是模糊的,对连续照明的感知只是错觉。尽管光无法逃离黑洞,但快速移动气体的强光有其独特的闪烁

  在6月17日《天体物理学杂志快报》上发表的一篇新论文中,高级研究所William D.Laughlin的成员Lena murchikova、普林斯顿大学的Chris white和加州大学圣巴巴拉分校的Sean Ressler,我们能够利用这种微妙的闪烁建立我们银河系中心黑洞最精确的模型-人马座a*(SGR a*),首次洞察其结构和运动学特征,研究人员在一个模型中展示了气体如何穿过银河系中心的完整故事——从被恒星吹走到落入黑洞。通过观察闪烁的光线,研究小组得出结论,银河系中心黑洞“供养”最可能的情况是气体从远处直接进入,与长期缓慢提取轨道物质不同,“黑洞是他们自己秘密的守门员。为了更好地了解这些神秘天体,我们依靠直接观察和高分辨率建模,”他说,“尽管卡尔·施瓦茨柴尔德在大约100年前根据阿尔伯特·爱因斯坦的新引力理论预测了黑洞的存在,研究人员现在才开始通过观察来检测黑洞。10月,穆尔奇科娃在《天体物理学杂志快报》上发表了一篇论文,介绍了研究黑洞闪烁的方法。时间刻度是秒,而不是分钟。这一进展使研究人员能够根据SGR a的闪烁更准确地量化其特性
  我们一直在研究黑洞附近气体生成的细节(广义相对论的力量应该很重要)以及这如何影响我们所看到的光。他的一些发现在今年早些时候出版的《天体物理学杂志》上进行了总结。迄今为止,人们花了几年时间试图对SGR a周围的气体进行最真实的模拟。他通过直接将对附近恒星的观测纳入模拟,并仔细跟踪恒星落入黑洞时所散落的物质来做到这一点。他最新的研究成果此前发表在《天体物理学杂志》上,怀特和雷斯勒随后合作将观测到的SGR a闪烁模式与各自数字模型预测的闪烁模式进行了比较。“结果非常有趣,”穆尔奇科娃解释道。“长期以来,我们认为我们在很大程度上可以忽略黑洞周围气体的来源。典型的模型设想在离黑洞很远的地方有一个大致呈甜圈形状的人造气体环。我们发现这个模型产生的闪烁模式与观测结果不一致。”恒星风模型采用了更现实的方法,即黑洞消耗的气体最初是由银河系中心附近的恒星排出的。当气体落入黑洞时,它会再现正确的闪烁模式。雷斯勒评论道:“这个模型的目的不是为了解释这一特殊现象。成功绝不是保证。因此,经过多年的工作,看到这个模型如此巨大的成功是非常令人鼓舞的。”怀特解释说:“当我们研究闪烁时,我们可以看到黑洞每秒发出的光量的变化,在一个晚上进行了数千次测量。”。“然而,这并不能告诉我们气体是如何像大比例尺图像一样在空间中排列的。通过结合这两种类型的观测,可以减少每种观测的局限性,并获得最真实的图片。”