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WISE捕捉到黑洞閃光

2011/09/26 | | 標籤:

天文學家利用廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)捕捉到罕見的黑洞閃光資料,呈現這些強力天體及其噴流的細節。

科學家常會藉由研究噴流來瞭解黑洞的極端環境。透過X射線、伽瑪射線和電波波段等,科學家瞭解了物質會在黑洞周圍環繞旋轉形成所謂的吸積盤(accretion disk),黑洞會形成噴流等;但對於噴流最亮的部分,即接近黑洞的噴流根基之處,過去數十年來卻始終無法取得關鍵觀測值。這個艱難的工作,終於藉由WISE的紅外觀測得到重大突破。

日本宇宙航空開發研究機構(apan Aerospace Exploration Agency,JAXA)Poshak Gandhi表示:想像一下,如果我們的太陽突然產生劇烈而混亂的爆發狀態,使得數小時內的太陽比平常亮了3倍多,之後又恢復原狀。這,就是WISE看到的黑洞噴流狀況。從這些爆發,Gandhi等人終於得以首度觀察到噴流非常接近恆星型黑洞(stellar-mass black hole)的根基處物理動態。

這個黑洞編號為GX 339-4,之前就已被觀測到過。它距離地球20,000光年以上,位在接近我們銀河系的中心之處,質量約為太陽的6倍,故要看到黑洞明亮的爆發活動,得在恰好的時間觀察恰好的位置。在紅外波段非常靈敏的WISE每11秒拍攝1次,就這樣持續1年之久,觀察範圍涵蓋了整個天空,這才有機會捕捉到這個罕見的爆發事件。為所謂的恆星型黑洞。像其他黑洞一樣,這是由極端緊密的物質所組成的天體,其重力強到連光都逃不離它的勢力範圍。在這個案例中,這個黑洞有個伴星環繞,由伴星提供餵養黑洞的物質。絕大部分來自伴星的物質被拉往黑洞,但有一部份的物質以幾近光速遠離黑洞而形成噴流。

WISE images showing strong bursts and dimming of infrared light in the black hole GX 339-4. The data cover a period of approximately 1 day, speeded up. Infrared light has a wavelength about 15 times longer than the eye can see. Animation made by Poshak Gandhi (JAXA) using WISE images.   WISE觀測到的噴流根基是個非常緊密、非常小的區域,僅相當於從地球上觀察擺在太陽位置上的一個銅板這樣大小而已。可是當分析結果出爐之後,研究團隊驚訝地發現噴流活動有規模龐大而奇怪的變化,變動的時間尺度從幾免到幾小時都有。由此估算出的區域大小約為24,140公里,區域的大小也會隨活動而有劇烈變化,變化規模甚至可達10倍以上。

此外,由此新觀測資料所測量出的黑洞磁場,大約是我們地球表面的30,000倍以上,這是到目前為止所得到最精確的黑洞磁場測量結果。這麼強的磁場下,物質被加速並推擠縮減成窄窄的噴流。這對天文學家研究噴流的形成幫助頗大。

資料來源:NASA’s WISE Mission Captures Black Hole’s Wildly Flaring Jet

轉載自台北天文館之網路天文網網站

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