众多太空,我国“慧眼”识英豪。最新发现,有个“冕”居然能逃离黑洞!关于世界中引力极端强壮的天体黑洞,人们常用“光都无法逃脱”来描述它足以吞噬一切的可怕。
不过,我国科学家团队经过我国首颗空间X射线地理卫星“慧眼”(HXMT)观测数据最新研讨发现,一个俗称“冕”的等离子体流居然能逃离黑洞,这将给人们带来对黑洞强引力场新的认知。
发现逃离黑洞之“冕”
记者2月15日从我国科学院高能物理研讨所(中科院高能所)得悉,世界闻名学术期刊《天然 通讯》当天在线宣布我国“慧眼”卫星的最新科研效果——科学家团队经过剖析“慧眼”卫星观测数据,在黑洞X射线双星“MAXI J1820+070”中发现了逃离黑洞强引力场向外高速运动的冕,并且初次在黑洞双星中观测到冕的速度演化。
该研讨标明,冕趋向黑洞缩短的一起,也以相对论速度向外运动,并且冕的标准越小,速度越大。一起,这项效果也为研讨冕在黑洞吸积进程中的运动供给了重要依据。
最新效果论文题为《“慧眼”卫星在黑洞X射线双星MAXI J1820+070中发现了向外运动的冕》,由武汉大学、中科院高能所、中科院国家地理台、南京大学、清华大学等研讨人员一起完成。武汉大学天体物理中心游贝博士是榜首作者,武汉大学王伟教授和中科院高能所张双南研讨员是一起通讯作者。
黑洞X射线双星研讨前史
中科院高能所介绍说,早在上世纪60年代,地理学家就在银河系中探测到X射线辐射源。在这些X射线源中,天鹅座X-1(Cygnus X-1)是榜首个被以为存在黑洞的双星体系。尔后跟着地理学展开,在银河系中发现的黑洞X射线双星体系越来越多。现在普遍以为,在黑洞X射线双星中,伴星物质被黑洞引力捕获,旋转着逐步向黑洞运动,构成吸积盘结构,而在吸积盘内区邻近又会构成高温冕。但是,冕在黑洞邻近怎么运动一直是细密天体研讨中的一个未解之谜。
二零一八年3月,距地球大约1.13万光年处的黑洞X射线双星MAXI J1820+070产生迸发,并且在适当长一段时间里是天空中最亮的X射线源之一,“慧眼”卫星随即对这个天体的迸发进行高频次观测。
二零二零年,中科院高能所领衔研讨团队经过剖析“慧眼”卫星的时变数据,在MAXI J1820+070中发现迄今为止能量最高的低频准周期振动(QPO)信号,供给出从黑洞视界邻近向外宣布相对论喷流(向外高速运动的等离子体流)的观测依据。
近期,武汉大学天体物理中心领衔研讨团队经过剖析“慧眼”卫星的能谱数据发现,当X射线辐射强度逐步减小,亦即冕逐步虚弱时,其对吸积盘的照耀程度(即从冕出射的光子,照耀到吸积盘和无量远处的流量比值)也在削弱。研讨团队指出,从冕中出射的X射线光子对吸积盘的照耀强弱,依靠冕的运动速度以及黑洞的引力场。
最新“冕王”研讨承认
能逃脱黑洞引力的冕,当然可谓“冕王”,研讨承认其“加冕”颇受重视。
研讨团队指出,冕在黑洞吸积进程中怎么运动尚不清晰,以往的研讨比较侧重于理论,观测依据相对较少。理论上,当冕以相对论速度向外运动时,相对论性集束效应会削弱冕对吸积盘的照耀。
该团队对一起期MAXI J1820+070的X射线时变剖析显现,当X射线辐射流强逐步下降时,冕的几许标准趋向黑洞缩短(即标准在减小);而越接近黑洞,引力曲折效应越强,吸积盘相关于冕的张角越大,冕辐射出的X射线光子本应有更大份额照耀到吸积盘上,增强冕对吸积盘的照耀。
这和研讨团队对“慧眼”观测数据的剖析效果相反,究竟是为什么?研讨团队以为,现在这一现象最合理的解说是:冕在缩短的一起,冕中的等离子体流正在以相对论速度向外运动。这为“慧眼”团队现已发现的离黑洞很近的相对论喷流供给了独立的观测依据和物了解说。进一步研讨发现,冕标准越小,速度越大,因而冕物质运动的相对论性集束效应按捺了黑洞的引力曲折效应。
研讨团队表明,此次“冕王”发现和承认的重要效果,榜首次体系描绘出黑洞X射线双星在迸发进程中,等离子体流逃离黑洞引力场的速度演化,关于了解黑洞吸积进程和相对论效应含义严重。
“慧眼”卫星展现归纳优势 这次最新的“冕”研讨效果,是“慧眼”卫星经过当时变数据,在MAXI J1820+070的黑洞视界邻近发现以相对论速度向外运动的等离子体流及其进动进程,一起,使用“慧眼”卫星能谱数据,也发现以相对论速度向外运动的等离子体流及其速度的演化。研讨团队称,这两项彼此印证的研讨效果,展现出“慧眼”卫星进行宽能段时变和能谱研讨的归纳优势。
据了解,“慧眼”硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,英文简称HXMT)卫星是我国榜首颗空间地理卫星(也称空间地理望远镜、空间地理台),它既可以完成宽波段、大视场X射线巡天,又能够研讨黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱,一起仍是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监督仪。
作为我国首台空间X射线望远镜,“慧眼”卫星于2011年正式进入工程研发阶段,2017年6月中旬发射成功,展开科学观测。其带着高、中、低能三台X射线望远镜,首要科学方针包含:搜索银盘面上的新的暂现源,监测已知的变源;观测X射线双星以研讨强引力场或强磁场中的运动和辐射机制;监测研讨伽马射线暴和引力波电磁对应体。