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银心黑洞也绝食
 更新时间:2021-12-08 10:37:32

科学家以前所未有的精度,对我们银河系中心的超大质量黑洞做了一番X光透视,他们的结果可以解释,为什么这个掉进去就无法脱逃的黑洞,在吞噬周围原本要落向那里的气体时,会显得如此没有效率。这一成果发表在2013年8月30日出版的《科学》杂志上。

超大质量黑洞(SMBH)是星系中体形最大的一类黑洞。科学家认为,几乎所有星系都拥有一个超大质量黑洞。我们银河系也不例外,一个质量达太阳400万倍的黑洞就位于银河系的中心,被称为人马A*(SgrA*)。观测超大质量黑洞一直是个挑战,因为没有任何东西能够从黑洞内部逃脱出来——对我们来说,它们的内部构造是完全被屏蔽掉的。

科学家只能研究黑洞的周边发生的事情,比如在黑洞周围高速旋转的炽热气体,以此来推断黑洞的性质。周围恒星吹出的炽热气体,会被吸入超大质量黑洞,这个过程被称为吸积。大多数超大质量黑洞吸积气体的活跃度都很低,因而显得黯淡无光。人马A*也是如此。

现在,借助分辨率远超其他X射线望远镜的钱德拉X射线天文台,美国马萨诸塞大学的天文学家丹尼尔·王(Daniel Q. Wang)及其同事,记录下了距离人马A*仅“咫尺”之遥的上千颗恒星释放气体的强度。在这些恒星当中,有许多会通过星风不断向外喷出气体,强度要比我们太阳吹出的太阳风强劲许多倍。将这些星风吹出的气体加在一起,银河系中心的超大黑洞每年吸积的气体总量应该达到太阳质量的十万分之一才对。

问题在于,这样的气体吸积速率应该会让人马A*变得十分明亮,要比它现在的亮度再亮上100万倍才对。所以,要么就有大量的气体从未抵达过黑洞,要么就是大量气体在落入黑洞的过程中没能释放出任何能量。美国宇航局戈达德太空飞行中心的天文学家杰里米·施尼特曼(Jeremy D. Schnittman)打了个比方:“这就好像你刚给汽车加满了油,才开了2步,油就用完了。如果不是油管有了大漏洞,那就是这辆汽车的油耗实在太夸张了。”

借助钱德拉天文台所做空间和能量分辨论都堪称空前的观测,丹尼尔·王及其同事能够推断出人马A*周围气体云的温度及密度分布。他们证明,这些气体中超过99%从未抵达过中心黑洞,而是从这个系统中被抛射了出去——这与一个流行的理论模型(RIAF模型,即辐射条件下效率低下的吸积流模型)的预言相符。天文学家认为,在大多数超大质量黑洞的周围发生的气体吸积,都是这种效率低下的吸积。

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