破紀錄的黑洞爆炸

會飛的ufo愛好者 發佈 2020-02-29T19:42:45+00:00

除了Giacintucci、Markevitch和JohnstonHollitt,作者還有Daniel Wik、Qian Wang和Tracy Clarke。


宇宙中最大爆炸的證據來自錢德拉和XMM牛頓的X射線數據,以及Murchison寬場陣列和巨型Metrewave望遠鏡,如圖所示。噴發是由位於星系團中央星系的一個黑洞產生的,這個黑洞噴射出噴流,並在周圍的熱氣體中雕刻出一個大洞。研究人員估計,這次爆炸釋放的能量是先前記錄保持者的5倍,是典型星系團的數十萬倍。

發現了宇宙中最大的爆炸。這一創紀錄的巨大噴發來自數億光年外遙遠星系團中的一個黑洞。
華盛頓特區海軍研究實驗室的西蒙娜·賈辛圖奇是這項研究的主要作者,她說:「在某些方面,這次爆炸與1980年聖海倫斯火山的爆發是相似的。」一個關鍵的區別是,你可以將15個銀河系連成一排放入火山口,這次噴發衝進了星系團的熱氣體中。」
天文學家利用來自美國宇航局錢德拉X射線天文台和歐空局XMM牛頓的X射線數據,以及來自澳大利亞的Murchison寬場陣列(MWA)和印度的巨型metrevave射電望遠鏡(GMRT)的射電數據,做出了這一發現。
在距地球約3.9億光年的蛇夫座星系團中發現了這一無與倫比的爆發。星系團是宇宙中最大的由重力聚集在一起的結構,包含數千個單獨的星系、暗物質和熱氣體。
在蛇夫座星系團的中心,有一個包含超大質量黑洞的大星系。研究人員認為,這場巨大噴發的源頭是這個黑洞。
儘管黑洞以向它們拉物質而聞名,但它們通常會排出大量的物質和能量。當落向黑洞的物質被重新定向成噴流或光束時,就會發生這種情況,噴流或光束向外射入太空並撞擊周圍的任何物質。


錢德拉在2016年的觀測報告首次揭示了蛇夫座星系團巨大爆炸的跡象。Norbert Werner和他的同事報告在錢德拉星系團的圖像中發現了一個不尋常的彎曲邊緣。他們考慮這是否代表了超大質量黑洞噴流產生的熱氣體中空腔壁的一部分。然而,他們忽略了這種可能性,部分原因是黑洞要製造這麼大的空腔需要大量的能量。

賈辛圖奇和她的同事的最新研究表明,事實上,確實發生了一次巨大的爆炸。首先,他們證明了XMM-Newton也檢測到了曲線邊緣,從而證實了Chandra觀測的正確性。他們的關鍵進展是使用了來自MWA和GMRT檔案館的新的無線電數據來顯示彎曲邊緣確實是空腔壁的一部分,因為它與充滿無線電發射的區域相鄰。這種發射是由加速到接近光速的電子發出的。加速度很可能來自超大質量黑洞。
美國宇航局戈達德航天飛行中心(位於馬里蘭州綠帶)的合著者馬克西姆·馬基維奇(Maxim Markevitch)說:「無線電數據像手套里的一隻手一樣放在X射線中。」這是告訴我們這裡發生了一次規模空前的噴發的關鍵。」

在蛇夫座形成這個空洞所需的能量大約是先前記錄保持者MS 0735+74的5倍,比典型的星系團要大成百上千倍。


黑洞爆發一定已經結束了,因為研究人員在無線電數據中看不到任何當前噴流的證據。錢德拉的數據可以解釋這種停堆現象,它顯示X射線中最密集和最冷的氣體目前位於與中央星系不同的位置。如果這種氣體離開星系,它將剝奪黑洞生長的燃料,關閉噴流。
這種氣體置換很可能是由星團中心周圍氣體的「晃動」引起的,就像葡萄酒在玻璃杯中晃動一樣。通常兩個星系團的合併會引發這樣的晃動,但在這裡它可能是由噴發引起的。
一個謎團是,我們只能看到一個巨大的射電發射區域,因為這些系統通常在黑洞的另一邊有兩個。有可能是星系團另一側的氣體密度較低,因此那裡的無線電發射衰減得更快。
澳大利亞國際射電天文學中心的合著者梅蘭妮·約翰斯頓·霍利特說:「正如天體物理學中經常出現的情況,我們確實需要多波長觀測來真正了解工作中的物理過程。」從X射線望遠鏡和射電望遠鏡獲得的綜合信息揭示了這一非凡的來源,但還需要更多的數據來回答這一天體所提出的許多剩餘問題。」

一篇描述這些結果的論文發表在2月27日出版的《天體物理學雜誌》上,這裡有一份預印本。除了Giacintucci、Markevitch和Johnston Hollitt,作者還有Daniel Wik(猶他大學)、Qian Wang(猶他大學)和Tracy Clarke(海軍研究實驗室)。諾伯特·沃納2016年的論文發表在《皇家天文學會月刊》上。
美國宇航局馬歇爾太空飛行中心負責錢德拉計劃的管理。史密森天體物理天文台的錢德拉X射線中心控制來自劍橋和麻薩諸塞州伯靈頓的科學和飛行操作。

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