黑洞與其周圍的吸積盤
新浪科技訊 香港時間11月27日消息，據歐洲空間局(ESA)網站報導，天文學家使用歐洲空間局XMM-牛頓空間望遠鏡開展銀河系黑洞的研究，近日這項研究發現了黑洞噴流的一些新的性質。
恆星級黑洞常常被發現會竊取其伴星的物質，那些在黑洞強大引力下被竊取的物質從伴星流向黑洞，在黑洞周圍形成一個漩渦狀的吸積盤結構，在物質粒子之間的相互高速摩擦下溫度急劇上升，發出劇烈的X射線輻射。
黑洞還是一個非常挑剔的物質吞噬者，它並不會一下子將全部獲得的物質都一舉吞下，而是會將其中的一部分物質再噴射出來，形成強大的物質噴流結構。由於這些噴流結構會將能量和質量釋放出去，噴流結構的發育會相應減少黑洞可吞噬的物質來源。
天文學家利用先進設備對這些噴流的成分進行觀察，從而可以讓我們一窺黑洞的“飲食習慣”。在射電波段的觀測此前便已經確認在黑洞的噴流中存在幾乎以光速運行的電子。但直到現在科學家們都不能確定，這些噴流結構中帶有負電荷的電子流是否也伴隨著其對應的，帶有正電荷的反粒子──正電子，或者其它帶有正電荷的質量較大的粒子，如質子或其它原子核。
而在這項最新的研究中，天文學家使用XMM-牛頓空間望遠鏡對一個編號4U1630–47的黑洞雙星系統開展研究，這一黑洞系統相當有名，每隔數月乃至數年便會發生一次X射線爆發事件。
近日一篇發表在《自然》雜誌上的文章詳細描述了科學家們此次的最新發現。來自歐洲南方天文台的天文學家瑪利亞‧迪亞茲‧特里戈(Marｉa Dｉaz Trigo)是這篇文章的第一作者。她說：“在我們的觀測中，我們檢測到兩種重元素的高度電離的核，分別是鐵和鎳。這是一項令人驚奇的發現，同時也讓人感到振奮。因為毫無疑問它証實了黑洞噴流結構的成分豐富程度要遠超過此前認為僅僅是電子的那種觀點。”
研究組在2012年9月份兩次使用XMM-牛頓望遠鏡對4U1630–47開展了觀測，並將得到的結果與幾乎同步獲取的射電波段數據進行比對，後者來自“澳大利亞望遠鏡緊湊型陣列”。
儘管研究組進行的兩次觀測在時間上僅僅相隔數週，但其得到的結果卻已經發生了意外的變化。在第一組觀測中，天文學家們探測到來自黑洞周圍吸積盤的X射線輻射，但並未在射電波段看到任何明顯的目標。這表明此時噴流並未被激活。但在第二次觀測中，他們在X射線波段以及射電波段均接收到了信號，於是天文學家們知道噴流已經處於活躍狀態了。
在對第二輪觀測中得到的X射線數據進行仔細檢查之後，天文學家們還發現在XMM-牛頓望遠鏡的數據中同時可以檢測到接近和遠離望遠鏡視野的鐵離子，這說明這些鐵離子存在於一對雙向噴流之中。而在射向XMM-牛頓望遠鏡方向的噴流結構中，天文學家也檢出了鎳原子核的蹤跡。
澳大利亞科廷大學射電天文學國際研究中心的論文合著者詹姆斯‧米勒-瓊斯(James Miller-Jones)表示：“從這些鐵和鎳離子信號，我們可以計算出這些噴流的速度非常之高，幾乎達到光速的2/3。”
西班牙巴塞羅那大學的論文合著者賽蒙‧米格里亞里(Simone Migliari)表示：“除此之外，在噴流中發現大質量原子核成分說明噴流從黑洞帶走的能量與質量要遠遠高於原有估算，這一結果將對黑洞物質吸積的機制與速率的研究工作產生重要影響。”
這是首次在相對典型的恆星質量黑洞噴流結構中探測到大質量核子。在此之前僅有一個編號為SS 433的X射線雙星系統似乎在其噴流中顯示出與之相類似的原子核信號。然而這一黑洞系統擁有奇高的吸積效率，這也讓它難以與那些更加普通的黑洞類型相比較。
此次對於4U1630–47的最新觀測將幫助天文學家們進一步加深對黑洞吸積盤產生噴流內在機制的認識。歐洲空間局XMM-牛頓望遠鏡項目科學家諾伯特‧沙特爾(Norbert Schartel)表示：“現在我們已經瞭解很多有關黑洞及其周圍環境的信息，然而噴流是如何形成的這一問題卻仍然不甚明了，而此次觀測項目對於加深我們在這一方面的認識無疑是向前邁出的重要一步。”(晨風)
.科學家發現黑洞噴流新成分：速度達光速2/3 數碼新聞,
http://digital1010.blogspot.com/2013/11/23.html
