我们可能最终知道耀斑星怎样像宇宙粒子加速器一样行动

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我们可能最终知道耀斑星怎样像宇宙粒子加速器一样行动
将强大的物质喷射束射向地球的超大质量黑洞被称为耀斑星,将粒子加速到超常高的能量------而天文学家已经终于弄清了怎样的
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艺术家的一个黑洞喷射物质的描画。Stocktrek Images, Inc. / Alamy Stock Photo
天文学家可能已经解决了关于一些星系中心的超大质量黑洞的一个主要秘密。这些叫耀斑星的黑洞的一个分支朝向地球炸出一个巨大的物质喷射,而我们现在可能知道在这些喷射中的粒子怎样达到如此高能量的。
研究人员已经知道关于这些喷射几十年了,但我们以前已经从未有能力在看它怎样加速粒子之前来探究一个耀斑星的心脏。一种叫x射线偏振仪探索器(IXPE)的新型x射线太空望远镜已经首次使这成为了可能。芬兰图尔库大学的扬尼斯·利奥达基斯和他的同事们用它来观察一种特别明亮的叫玛卡莉安501的耀斑星。
利奥达基斯说,“当我们观察光学光和无线电波时我们正在观察喷射本身,远离加速发生的地方。在那里理论模型基本上看起来都一样。但用x射线你能走超级接近到这个加速器,在那里这个奇迹发生,这就是我们能区分模型之间的地方” 。
对耀斑星怎样加速粒子有两种主要模型:要么经由在黑洞磁场内相互作用要么经由冲击波传播过喷射。x射线偏振仪探索器的观测结果提出是冲击波。这些可能被过喷射中简单的湍流创造,当更快移动的等离子体撞击进更慢的区域并放弃一些它的能量时。
先前的观测已经揭示了在喷射中四处移动的奇怪的物质结,这些新的观测暗示这些可能被冲击波造成。利奥达基斯说,另外两个耀斑星的观察显示了类似的行为,如此同样的机制可以解释在所有耀斑星中的粒子加速。
这是重要的,因为围绕黑洞的极端区域可能有一天会当做实验室用,通过它我们能调查比科学家在地球上创造的远更极端的条件。单单喷射加速粒子到比任何人类能取得到制造的对撞机远更高的能量。
利奥达基斯说,“你能做非常极端的粒子物理学,你能做强引力测试,所有这些都会扩展我们的物理学的理解,但在你做之前你必须弄清楚到底这些天体怎样工作的。这些是这样做的第一步” 。
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