发现超大质量黑洞周围有一圈“冰冷”的星云!

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新的阿尔玛观测揭示了一个以前从未见过的圆盘,由冰冷的星际气体组成,被银河系中心的超大质量黑洞包围。这个星云盘为天文学家提供了对吸积效应的新见解:该物质被虹吸到黑洞表面,其发现发表在《自然》上。

经过数十年的研究,天文学家对星系超大质量黑洞周围的混乱和拥挤区域有了更清晰的认识。银河系的中心距地球大约一光年,超大质量黑洞射手座A *的质量是太阳质量的400万倍。

我们现在知道这个区域充满了流动的恒星,星际尘埃云,以及许多异常高温和相对寒冷的气体。预计这些气体将在黑洞的周围旋转,从黑洞的地平线延伸到几个光年。然而,迄今为止,天文学家只能捕获这种膨胀气流的薄而热的部分,这些部分形成近似球形的流动而没有明显的旋转。据估计,它的温度高达1000万摄氏度(1800万华氏度),约为太阳核心温度的三分之二。

(Boco Park - 插图)这些颜色代表气体相对于地球的运动:红色部分远离地球,因此Alma探测到的无线电波被轻微拉伸或移动到光谱的“红色”部分;蓝色颜色代表气体向地球的运动,因此无线电波将略微弯曲或向光谱的“蓝色”部分移动,十字准线代表黑洞的位置。照片:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),E.M。Murchikova; NRAO/AUI/NSF,S。Dagnello

在这个温度下,气体在X射线中发出强光,这使得它可以通过太空中的X射线望远镜进行研究,缩小到距离黑洞十分之一光年。除了这种热的发光气体之外,先前在毫米波望远镜中观察到大量相对冷的氢(大约10,000摄氏度,或18,000华氏度)并且在距离黑洞几光年的时间内存储。这种较冷的气体对黑洞吸积流的贡献以前是未知的。尽管银河系中心的黑洞相对安静,但它周围的辐射强度足以使氢原子不断地失去电子并与电子重新结合。

这种重组产生了一种独特的毫米波信号,当它到达地球时可能会丢失很少。 Atacama的大毫米/亚毫米阵列(ALMA)能够以其卓越的灵敏度和观察精细细节的能力检测这种微弱的无线电信号,距离超大质量黑洞约100光年(约为地球第一冷气体)在离太阳的距离为1000倍的距离拍摄了圆盘图像。这些观测结果使天文学家能够绘制出天然气的位置并跟踪其运动。科学家们估计,这个冷却盘中的氢气质量大约是天花板的十分之一。木星或太阳质量的万分之一。

这是银河系中心巨大黑洞周围的冷星际气体环的印象。新的Alma观察首次揭示了这种结构。图片:NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

由多普勒效应引起的无线电波波长变化图(从靠近地球的物体发出的光稍微转移到光谱的“蓝色”部分,而来自远离地球的物体的光稍微偏移天文学家可以清楚地看到气体在黑洞周围旋转。这些信息将为黑洞如何吞噬物质以及黑洞与其星系邻居之间复杂的相互作用提供新的见解。探讨黑洞上的吸积现象也很重要,因为这是离我们最近的超大质量黑洞。即便如此,我们仍然不了解它的吸积机制,而这些来自Alma的新观察可以帮助黑洞泄漏一些秘密。

博科公园

2019.07.26 13: 42

字数989

新的阿尔玛观测揭示了一个以前从未见过的圆盘,由冰冷的星际气体组成,被银河系中心的超大质量黑洞包围。这个星云盘为天文学家提供了对吸积效应的新见解:该物质被虹吸到黑洞表面,其发现发表在《自然》上。

经过数十年的研究,天文学家对星系超大质量黑洞周围的混乱和拥挤区域有了更清晰的认识。银河系的中心距地球大约一光年,超大质量黑洞射手座A *的质量是太阳质量的400万倍。

我们现在知道这个区域充满了流动的恒星,星际尘埃云,以及许多异常高温和相对寒冷的气体。预计这些气体将在黑洞的周围旋转,从黑洞的地平线延伸到几个光年。然而,迄今为止,天文学家只能捕获这种膨胀气流的薄而热的部分,这些部分形成近似球形的流动而没有明显的旋转。据估计,它的温度高达1000万摄氏度(1800万华氏度),约为太阳核心温度的三分之二。

(Boco Park - 插图)这些颜色代表气体相对于地球的运动:红色部分远离地球,因此Alma探测到的无线电波被轻微拉伸或移动到光谱的“红色”部分;蓝色颜色代表气体向地球的运动,因此无线电波将略微弯曲或向光谱的“蓝色”部分移动,十字准线代表黑洞的位置。照片:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),E.M。Murchikova; NRAO/AUI/NSF,S。Dagnello

在这个温度下,气体在X射线中发出强光,这使得它可以通过太空中的X射线望远镜进行研究,缩小到距离黑洞十分之一光年。除了这种热的发光气体之外,先前在毫米波望远镜中观察到大量相对冷的氢(大约10,000摄氏度,或18,000华氏度)并且在距离黑洞几光年的时间内存储。这种较冷的气体对黑洞吸积流的贡献以前是未知的。尽管银河系中心的黑洞相对安静,但它周围的辐射强度足以使氢原子不断地失去电子并与电子重新结合。

这种重组产生了一种独特的毫米波信号,当它到达地球时可能会丢失很少。 Atacama的大毫米/亚毫米阵列(ALMA)能够以其卓越的灵敏度和观察精细细节的能力检测这种微弱的无线电信号,距离超大质量黑洞约100光年(约为地球第一冷气体)在离太阳的距离为1000倍的距离拍摄了圆盘图像。这些观测结果使天文学家能够绘制出天然气的位置并跟踪其运动。科学家们估计,这个冷却盘中的氢气质量大约是天花板的十分之一。木星或太阳质量的万分之一。

这是银河系中心巨大黑洞周围的冷星际气体环的印象。新的Alma观察首次揭示了这种结构。图片:NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

由多普勒效应引起的无线电波波长变化图(从靠近地球的物体发出的光稍微转移到光谱的“蓝色”部分,而来自远离地球的物体的光稍微偏移天文学家可以清楚地看到气体在黑洞周围旋转。这些信息将为黑洞如何吞噬物质以及黑洞与其星系邻居之间复杂的相互作用提供新的见解。探讨黑洞上的吸积现象也很重要,因为这是离我们最近的超大质量黑洞。即便如此,我们仍然不了解它的吸积机制,而这些来自Alma的新观察可以帮助黑洞泄漏一些秘密。

新的阿尔玛观测揭示了一个以前从未见过的圆盘,由冰冷的星际气体组成,被银河系中心的超大质量黑洞包围。这个星云盘为天文学家提供了对吸积效应的新见解:该物质被虹吸到黑洞表面,其发现发表在《自然》上。

经过数十年的研究,天文学家对星系超大质量黑洞周围的混乱和拥挤区域有了更清晰的认识。银河系的中心距地球大约一光年,超大质量黑洞射手座A *的质量是太阳质量的400万倍。

我们现在知道这个区域充满了流动的恒星,星际尘埃云,以及许多异常高温和相对寒冷的气体。预计这些气体将在黑洞的周围旋转,从黑洞的地平线延伸到几个光年。然而,迄今为止,天文学家只能捕获这种膨胀气流的薄而热的部分,这些部分形成近似球形的流动而没有明显的旋转。据估计,它的温度高达1000万摄氏度(1800万华氏度),约为太阳核心温度的三分之二。

(Boco Park - 插图)这些颜色代表气体相对于地球的运动:红色部分远离地球,因此Alma探测到的无线电波被轻微拉伸或移动到光谱的“红色”部分;蓝色颜色代表气体向地球的运动,因此无线电波将略微弯曲或向光谱的“蓝色”部分移动,十字准线代表黑洞的位置。照片:ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),E.M。Murchikova; NRAO/AUI/NSF,S。Dagnello

在这个温度下,气体在X射线中发出强光,这使得它可以通过太空中的X射线望远镜进行研究,缩小到距离黑洞十分之一光年。除了这种热的发光气体之外,先前在毫米波望远镜中观察到大量相对冷的氢(大约10,000摄氏度,或18,000华氏度)并且在距离黑洞几光年的时间内存储。这种较冷的气体对黑洞吸积流的贡献以前是未知的。尽管银河系中心的黑洞相对安静,但它周围的辐射强度足以使氢原子不断地失去电子并与电子重新结合。

这种重组产生了一种独特的毫米波信号,当它到达地球时可能会丢失很少。 Atacama的大毫米/亚毫米阵列(ALMA)能够以其卓越的灵敏度和观察精细细节的能力检测这种微弱的无线电信号,距离超大质量黑洞约100光年(约为地球第一冷气体)在离太阳的距离为1000倍的距离拍摄了圆盘图像。这些观测结果使天文学家能够绘制出天然气的位置并跟踪其运动。科学家们估计,这个冷却盘中的氢气质量大约是天花板的十分之一。木星或太阳质量的万分之一。

这是银河系中心巨大黑洞周围的冷星际气体环的印象。新的Alma观察首次揭示了这种结构。图片:NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

由多普勒效应引起的无线电波波长变化图(从靠近地球的物体发出的光稍微转移到光谱的“蓝色”部分,而来自远离地球的物体的光稍微偏移天文学家可以清楚地看到气体在黑洞周围旋转。这些信息将为黑洞如何吞噬物质以及黑洞与其星系邻居之间复杂的相互作用提供新的见解。探讨黑洞上的吸积现象也很重要,因为这是离我们最近的超大质量黑洞。即便如此,我们仍然不了解它的吸积机制,而这些来自Alma的新观察可以帮助黑洞泄漏一些秘密。

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