詹姆斯韋伯望遠鏡揭示我們銀河系的怪物黑洞正在吐出神秘的耀斑

By Ben Turner

 published 20 hours ago

    Black Holes

我們銀河系的超大質量黑洞人馬座 A* 正在恒定的產生奇怪的噴發。天文學家正在用詹姆斯韋伯太空望遠鏡來找出为什么。

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太空中一個黑色圓圈從它的中心射出一束光的描画。 (Image credit: ESO/M. Kornmesser)

天文學家已经用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對我們銀河系的超大質量黑洞又采取了最長的觀察——它正在用不尋常的活動起泡。

人馬座 A* 位於 26000 光年外的銀河系中心，是一個在空時中質量是太陽的 400 萬倍、寬 1460 萬英里（2350萬公里）的巨大裂縫。

現在，来自詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的新觀測結果已经揭示圍繞黑洞的口涡旋的氣體噴發的一个恒定的耀斑流。2月18日發表在《天體物理學期刊快報》（The Astrophysical Journal Letters）上的這項新發現可以幫助科學家更好瞭解宇宙怪獸的浑沌本質以及它們如何雕刻它们的周圍

該研究的主要作者、西北大學（Northwestern University）天文學家法哈德·尤瑟夫-扎德（Farhad Yusef-Zadeh）在一份電子郵件聲明中說，“耀斑被預計基本上在所有超大質量黑洞中都發生，但我們的黑洞是獨一無二的，它總是以活力冒泡，似乎永远没有達到一个穩定狀態。我們在整个 2023 年和 2024 年多次觀測了這個黑洞，我們注意到了每次觀測的變化。我們每次都看到了某些不同的東西，這真的很了不起。从来沒有任何东西呆着不變的”。

儘管人馬座 A* 的質量只佔銀河系的質量的0.0003%，但它是一個強大的在以接近光速吐出之前周期的將物質吸入的引擎，创造一個自銀河系开始以來已经形成了我們的銀河系的反饋過程。

科學家們認為這個巨大的黑洞始自很像其他黑洞一样，在吞噬任何靠得太近的東西之前从一顆巨大的恆星或氣體雲坍縮誕生。在膨脹到可怕的尺度后黑洞甚至能吃食其他超大質量黑洞。

為進行這項新的研究，天文學家將詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的近紅外相機 （NIRCam） 指向人馬座 A*並觀测了空時破裂的吸積盤——包裹在黑洞周圍的快速移動的氣體和塵埃環——總共 48 小時来追蹤它如何隨著時間演變。

在這些觀測期间，天文學家發現了黑洞比他們假定的远更活躍。它每天產生 5 到 6 個大型耀斑的焰火表演，中間爆發幾個更小的耀斑。

尤瑟夫-扎德說，“在我們的數據中，我們看到了恒定的變化、冒泡的亮度，然後砰！突然一个大的亮度的爆发突然冒出。然後，它又平靜下來。我們不能在這個活動中找到一个模式。它出现是隨機的。每次我們觀察黑洞这个黑洞的活動概況都是新的和令人興奮的。

宇宙焰火表演

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不清楚是什麼正在驱动大大小小的耀斑。然而，天文學家提出噴發可能从兩個獨立的過程浮现。該團隊提出更小的閃爍可能源自壓縮黑洞吸積盤中的涡旋等離子體波動来釋放輻射的暫時爆發。

另一方面，更大的噴發可能从盤內碰撞的磁場線浮现，這些磁力線以接近光速从盤加速離開粒子的形式釋放能量。

通過觀察兩種不同波長（2.1 和 4.8 微米）的耀斑，研究人員還做出了另一個令人驚訝的發現：更短波長的耀斑比更長波長的耀斑暗得更快。他們相信這可能是因為耀斑中的粒子在這些更高波長下可能正在更快失去能量——粒子圍繞磁力線涡旋的常見特徵。

為進一步调查這些問題，研究人員希望用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡來觀察人馬座 A* 更長時間、不間斷的 24 小時周期。這應該減少在他們數據中的整體噪音並幫助他們映射出黑洞周圍漩渦中的其他特徵。

尤瑟夫-扎德說，“當你正在观察如此微弱的耀斑事件時你不得不与噪音競爭，如果我們能觀察 24 小時，那麼我們能減少噪音来看我们以前看不到的特徵。那会是太神奇了。我們還能看到是否這些耀斑表現周期性（或重複自身）或者是否它們真的是隨機的”。

https://www.livescience.com/space/black-holes/our-galaxys-monster-black-hole-is-spitting-out-mysterious-flares-james-webb-telescope-reveals