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科學家在黑洞中心發現巨大的能量流動

來源:網絡 2009-06-24 08:28:04

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  近日,科學家通過對兩個黑洞之間的閃爍光的觀察,發現在黑洞中心有巨大的能量流動。天文學家對可見光和短時標的X光的能量流動形式進行了觀察和分析,得出了一個重大結論:磁場對于黑洞吞噬物質具有重要作用。

  就像一支蠟燭燃燒發出的火焰,黑洞周邊發出的光并不穩定,它會發光,會濺射,也會閃爍。領導這次科學研究國際團隊的Poshak Gandhi指出,“黑洞發出的快速的閃爍光,在X光波長范圍內大量可見。

  最近有一系列的研究正在探索可見光的的快速流動問題,以及它們與X光流動的關系,這份研究結果就是其中之一。

  觀察黑洞的發光同時使用了兩種不同的工具,一個是在地球上,一個在太空中。采集X光數據使用的是NASA的Rossi X光時間探索衛星。可見光的數據使用的是高速攝像機ULTRACAM,每秒可以記錄20張圖片。ULTRACAM是由Vik Dhillon和Tom Marsh所開發的。Dhillon說,“這些觀測數據是用大型光學天文望遠鏡所得到的最快的黑洞數據。”

  令人驚訝的是,天文學家發現,可見光的能量變化甚至比X光的還要快。而且,可見光和X光能量變化并不同步,但都是遵循下列規律:在X光發光之前,可見光變暗,然后在極短的時間內突然變亮,然后又再次迅速暗淡。

  上述的光流動并不直接來自黑洞,是來自于黑洞周圍充電物質的巨大能量流動。黑洞的環境在強烈和相互沖撞的力量下始終不斷變化著。這些力量有重力、磁力和爆炸壓力。其中,熱物質流動發出的光以無序和偶發的方式發生亮度變化。研究團隊的一名成員Andy Fabian說,“通過這個研究,我們發現了一個新規律,它含有一個穩定的結構,不受無序流動的影響,因此,這給我們提供了尋找物理過程主導力量的重要線索。”

  X光的發光照亮了黑洞周邊的氣體后,也跟著照亮了周邊的環境,因此從黑洞周邊所發出的可見光被廣泛認為是二次效應的結果。但如果事實如此的話,可見光的流動應該是發生在X光流動之后,而且達到最亮和變暗的速度都要更慢。Gandhi指出,“現在可以迅速發現快速閃爍的可見光,這就排除了存在兩種體制的可能性。相反,X光的能量流動和可見光的流動應該來自同源,其中一個非常接近黑洞自身。”

  強大的磁場是物理過程的主導力量。就像一個水庫一樣,磁場起著儲存周邊發出的能量的作用。然后它會把這些能量變成高溫X光等離子發射出去,其溫度可能高達幾百萬度;或者變成充電粒子流以光速發射出去。這兩種不同的能量變化就形成了X光和不可見光能量流動的不同特征。

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