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黑洞周围时间变慢(黑洞延时短片首次公布)

查看 tianqibucuo 的更多文章tianqibucuo2021-10-20【草根者】14人已围观

  科学家们有史以来首次从两个超大质量黑洞中接收到神秘延迟的信号,这些黑洞以它们附近的太阳为食。

  在第一种情况下,位于约7.5亿光年远的宇宙岛中的一个重达3000万个恒星的黑洞吞噬了一颗太靠近太阳边缘的太阳。事件的光是在2019年4月发现的,但是六个月后,南极洲的望远镜捕获到了一个极高能量和幽灵般的粒子——中微子,显然是在盛宴期间爆发的。

  第二起事件涉及一个超大质量的黑洞,该黑洞在大约7亿光年远的宇宙岛中,是恒星质量的100万倍。天文台在2015年8月监视它在一颗星星上午餐,然后肃静下来,然后在2016年2月蓦地浮现无线电波爆发,然后在差不多四年后的2019年7月再次浮现。

  一个超大质量的黑洞利用其很大的引力将一颗太阳撕成碎片——这本质上是月球引力怎么引起地球潮汐的一个极端版本。这样的宇宙事件仍然没有被很好地理解,这两个新的发现应该会极大地帮助天文学家解开他们的内部工作。

  香港大学高能天体物理学专业的戴珍(Jane Dai)对Live Science说:“每次检测到一个新的TDE时,总会伴随着令人兴奋和出乎意料的事情。” 没有加入任何发现的戴说:“因此,有许多新的物理学可以完成。”

  研究人员将潮汐破坏事件归类为“临时性”现象,因为它们通常会在几天内爆发,然后再次变暗。以色列希伯来大学的天文学家,有关这起新事件的两篇论文的合著者阿萨夫·霍雷什(Assaf Horesh)说:“在这种情况下,究竟是什么造成了光?”

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  当超大质量的黑洞将太阳状的食物撕裂时,这颗太阳变得“稀疏”,变成一条长长的细流。“这股洪流包裹在黑洞周围,并被认为会产生能量射流,就像水沿着排水道流下一样,尽管其他模型预测某些前太阳可能向外爆炸并与周围的气体和尘土相互作用,产生爆发。”霍雷什说。

  考虑到黑洞周围的极端环境,在类似于原子粉碎机(例如瑞士日内瓦的大型强子对撞机)的过程中,粒子会大大加速。中微子是比电子轻约500,000倍的弱小斑点,并且是中性的(不带电荷),它们在宇宙中飞行时不会产生太多相互作用。

  这使单个中微子从第一个TDE向外传播并走向地球,最后浮现在埋在南极洲冰中的平方公里大小的仪器中,即称为IceCube中微子天文台。根据2月22日发表的一篇新论文中的一项研究,研究人员对检测到的IC191001A进行了标记,并计算出它具有近1万亿电子伏特的能量,使其成为IceCube所见过的最强大的中微子。

  尽管物理学家已经预测中微子是在潮汐破坏事件中产生的,但天文学家从未将中微子束缚在特定的TDE上,这是一个引人注目的首创。关于事件为什么在事件发生六个月后到达的真相,“我不知道。”霍雷什说。

  他领导的第二项研究也有类似的秘密。在那种情况下,就像通常的现象一样,可见光(从我们的眼睛看到)从零食的黑洞中弹出,然后逐渐消逝。

  Horesh和他的合著者决定在新墨西哥州使用Karl Jansky超大型阵列(VLA)望远镜进行后续研究,该望远镜可检测无线电波。几个月以来,他们什么都没有看到黑洞发出的声音,然后在第一次事件发生六个月后蓦地浮现了璀璨的广播火光。更奥秘的是,将近四年后收集到的VLA数据显示出又一次奥秘的无线电能量爆发。

  霍雷什说:“有人可以为我们为何六个月后看到一些东西编造一个故事。” “没有什么可以解释为何它会蓦地爆发,衰减然后再次爆发。这真的很有趣。”

  他指出需要新的模型来解释这些延迟信号。他的团队猜测,一部分能量射流以奥秘的角度散发出来,产生了一种张开的图案,这种图案有时会被看到,有时不会随着吸积盘的旋转而浮现。另一种可能性是,太阳的残余物正在驱动冲击波,使冲击波缓慢地穿过黑洞周围的物质,尽管后来还没有人真正知道,但后来会产生高能发射。

  但是鉴于这些事件的持续时间似乎比最初怀疑的要长,霍雷什期待着能够发现更多的潮汐破坏事件,从而使人们对它们的性质有所了解。

  戴也对开放研究TDE谜团的前景感到兴奋。她说:“这些事件是了解黑洞的理想实验室。”为研究人员提供了有关物质怎么在黑洞周围积聚并产生射流和火炬的主要线索。

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