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黑洞也爱玩猜谜游戏?30年后我们终于解开了这个谜题!

2022-2-25 08:05| 发布者: imufu| 查看: 71878| 评论: 0

摘要: 周一·知古通今 | 周二·牧夫专栏周三· 太空探索 | 周四·观测指南 周五· 深空探测|周六 · 茶余星话| 周日 ·视频天象翻译: 张瀚之校对:牧夫校对组编排:刘文慧后台:库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳 原 ...


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 周五 · 深空探测 |周六 · 茶余星话 | 周日 · 视频天象

翻译:   张瀚之

校对:牧夫校对组

编排:刘文慧

后台:库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳                       

原文链接:

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/supermassive-black-hole-hides-behind-a-ring-of-dust/



图片来源:ESO / Jaffe / Gámez-Rosas et al.

一张新的高分辨率红外图像显示尘埃屏遮挡了NGC1068星系中心一个正在贪婪地吞噬气体的超大质量黑洞,这个发现证实了科学家们早在30年前就做下的预测。

在许多星系的中心都有一个活动星系核(AGN),一个难以被忽略的超大质量的黑洞。其中有一类内核明显表现出被气体围绕旋转的特征,但其他却没有,这种现象几十年来一直困扰着科学家们。直到约30年前,科学家第一次仔细观测了棒旋星系NGC1068的中心。

这个星系中有一颗明亮的活动星系核,它距离地球仅4700万光年,是科学家们近距离观测的完美目标。科学家们发现了间接但令人信服的证据,证明一个像甜甜圈形状的尘埃体掩盖了中心黑洞。这一令人惊讶的发现为著名的活动星系核统一模型奠定了基础。该模型指出,这两种类型的活动星系核实际上是相同的现象:两者的不同来自于我们观察视线的不同,尘埃在我们的视线上是否挡住活动星系核导致了两者的差别。

尽管该理论取得了成功,但由于技术上的限制,天文学家从未直接观测过尘埃环。直到最近在《自然》杂志上发表的一项新研究中,科学家们对NGC1068中心区域的尘环进行了高分辨率观测,从而最终直接证实了30年前的预测。

并没有参与这项研究的斯特凡诺·比昂奇(意大利罗马第三大学)评论道:“本文给出的结果非常有趣,它们并不令人惊讶,也不是很革命性的发现,但它们为我们现有的理论完善了细节。”

· 统一图景

“构建统一的图景需要很多的工作。”,加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校(University of California,Santa Barbara)的罗伯特·安东努奇(Robert Antonucci)在本研究附带的一篇文章中写道。



图片来源:Leah Tiscione / Sky & Telescope

在活动星系核的正中心潜伏着一个超大质量黑洞,其质量为太阳的数百万到数十亿倍。围绕着它旋转的是一个吸积盘,为黑洞提供能量,它产生的巨大能量甚至可以超过宿主星系中的所有恒星。一圈厚厚的宇宙尘环绕着这个巨型发电厂。气体云最后延伸到被尘环包围的区域的上方和下方。

滚烫的吸积盘会发出紫外线,然后加热周围的尘环,从而发出红外光。现在,天文学家用安装在智利望远镜的仪器MATISSE观测了NGC1068中心的红外光。安装在智利的甚大望远镜,结合了四台口径8.2米望远镜的力量,进行干涉测量,最终在红外波段拍摄出了尘环的清晰图像。

对黑洞发出的无线电波的精确无线电观测,十分有助于确定黑洞在尘环后面的位置。“无线电图像非常重要,”荷兰莱顿大学研究生奥莉塔罗萨斯说,她是这项研究的负责人。“没有这一点,我们就不可能完成。”



图片来源:ESO / Jaffe, Gámez-Rosas et al.

· 魔鬼藏在细节里

然而,这不是天文学家第一次寻找这个尘环。“ 以前科学家们的观测只触及到了尘埃,但无法分解尘埃的结构特征,”奥莉塔罗萨斯说。新的图像揭示了一个非常不对称的尘环结构,与最初提出的甜甜圈形状的物体完全不同。

虽然新的观测结果非常符合标准解释,但NGC1068中活动星系核的代表性还有待观察。当科学家们仔细观察单个活动星系核的时候,发现其多样性远远超出了简单的统一模型。这是因为我们观察到活动星系核在进化的不同阶段,所以总有一些差异的产生。比安奇说:“若能在其他来源上进行类似的观察,以了解NGC1068是否标准,将会非常有趣。”

近期,该团队已经观察到了其他几个活动星系核,其中一些结果将很快向大众公布。但除了距离银河系第二近的活动星系核星系圆规座星系以外,其他的活动星系核星系都距离非常遥远,让核心尘埃的观测更加不易。

责任编辑:郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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微信公众号:astronomycn



追踪者称,2022年3月4日,一枚火箭将撞上月球的远端。关于那具火箭尸体的来源还存在一些疑问。(图片来源:美国宇航局的科学可视化工作室,由厄尼·莱特提供)



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