@ 2014.11.20 , 12:27

黑洞喷流的能量来自何处?

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大名鼎鼎让人闻风丧胆,进去就出不来的黑洞,吞噬一切拦路物质的黑洞,在这些黑洞中,极少数潜伏在星系中心的超重黑洞会以光速向外喷射粒子流。

一项对200多个黑洞进行的调研发现,这些喷流的比科学家之前预测的还要凶猛。天文学家并不知道是什么给了这些喷流如此强大的力量,但是通过这些最新调研,科学家们认为粒子喷流利用了黑洞自身的旋转能

英国剑桥大学天文研究所所长Andrew Fabian(没有参与研究) 说:“这是很令人激动的发现。关于这点的可能性,人们已经争论了很久。”

约1%的超重黑洞有围绕自身的气体尘埃吸积盘。盘中的物质落入黑洞中时,会因高热而发出闪亮的光芒。每10个此类活跃黑洞中,有1个能向外喷射99.995%光速的粒子流。天文物理学家此前一致认为是吸积盘制造了这些喷流,只是不知道具体的原理。

意大利国家天文物理研究所的天文物理学家Gabriele Ghisellini领导了一个研究团队,对217个明亮黑洞(之所以叫明亮因为可以观测到伽马射线和可见光)。调研的关键数据来自2008年升空的NASA费米伽马射线太空望远镜。

研究团队在11月19日《自然》在线版上发表了研究成果,他们认为吸积盘的亮度和喷流的伽马射线强度之间存在明显线□□。

吸积盘亮度越高,喷流的力量越强。

Ghisellini说如果算喷射进宇宙的总能量的话,喷流发出的能量是吸积盘的10倍。所以Ghisellini认为喷流肯定有其它能量来源。

目前对于喷流能量来源的解释中,接受度最高的一种解释认为,高速自旋的吸积盘含有大量带电粒子,这些带电粒子在旋转的情况下形成了强大的与黑洞接触的磁场。如果黑洞也在自旋,就会对磁场产生拖拽,在黑洞的旋转极上,磁场被绕成一个紧紧的锥状。也正是因为这个扭曲的磁场,才加速了黑洞中的粒子,让其形成喷流,整个过程的能量来源都是黑洞的旋转能。

Ghisellini说研究团队发现喷流的功率比吸积盘的功率高得多!所以吸积盘不可能单独推动喷流,黑洞自身的旋转应该也是喷流的能量来源。

Ghisellini说接下来科学家就要测量黑洞的自旋,看看自旋速度是否和喷流强度有关。不过他也表示,要测量黑洞自旋是非常难的。
本文译自 Science Mag,由译者 王大发财 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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