物理科技生物学-PHYICA

宇博洛尼亚天气宙早期黑洞中发现的巨大喷射流

天文学与空间 2021-11-03 00:00:35

钱德拉x光中心 信用:x光:美国宇航局/CXO/JPL/T

康纳;光学:双子/NOIRLab/NSF/AURA;红外线:W

M

凯克天文台;插图:美国航天局/CXC/M

外斯(原子磁矩单位) 天文学家利用美国国家航空航天局的钱德拉x光天文台,发现了早期宇宙中超大质量黑洞的超长粒子射流的证据

如果得到证实,它将是最遥远的超大质量黑洞,在x光中探测到一股喷流,来自一个大约12

距离地球70亿光年

这可能有助于解释最大的黑洞是如何在宇宙历史的早期形成的

喷流的来源是一个类星体——一个快速增长的超大质量黑洞——名为粒子群J352

4034-15

3373(简称PJ352-15),位于一个年轻星系的中心

它是在宇宙大爆炸后的最初十亿年里在无线电波中探测到的两个最强大的类星体之一,其质量大约是太阳的十亿倍

在宇宙的早期,超大质量黑洞是如何快速增长并达到如此巨大的质量的?这是当今天文学的关键问题之一

尽管黑洞有强大的引力和可怕的名声,但它并不必然吸引所有靠近它的东西

围绕圆盘中黑洞运行的物质需要失去速度和能量,然后才能进一步向内下落,穿过所谓的事件视界,即不可返回点

当磁场为喷射流提供动力时,会对圆盘产生制动效应,这是圆盘中的物质失去能量的一个关键途径,因此,会加快黑洞的生长速度

加州帕萨迪纳美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的托马斯·康纳说:“如果游乐场旋转木马移动太快,孩子很难向中心移动,所以需要有人或什么东西来减缓速度。”

谁领导了这项研究

“在超大质量黑洞周围,我们认为喷流可以带走足够的能量,这样物质就可以向内下落,黑洞就可以生长

" 信用:钱德拉x光中心 天文学家需要用钱德拉的敏锐视觉观察PJ352-15总共三天,以探测x光射流的证据

在距离类星体约160,000光年的地方探测到了x射线发射,其方向与无线电波中看到的短得多的喷流方向相同

相比之下,整个银河系跨度约为10万光年

PJ352-15打破了几项不同的天文记录

首先,在大爆炸后的最初10亿年里,人们观察到的最长的喷流只有大约5000光年长,相当于PJ352-15的无线电观测值

第二,PJ352-15比它之前记录的最远的X射线喷流要远大约3亿光年

德国海德堡的马克斯·普朗克天文学研究所(MPIA)的爱德华多·巴纳多斯说:“这架飞机的长度意义重大,因为它意味着为它提供动力的超大质量黑洞已经增长了相当长的一段时间。”

“这个结果强调了对遥远类星体的x光研究如何为研究最遥远的超大质量黑洞的成长提供了一个关键的方法

" 从这个喷射流中探测到的光是在宇宙只有0的时候发出的

980亿岁,不到现在的十分之一

在这一点上,宇宙大爆炸留下的宇宙微波背景辐射的强度比今天大得多

当喷流中的电子以接近光速的速度飞离黑洞时,它们穿过黑洞并与构成CMB辐射的光子碰撞,将光子的能量提升到钱德拉可以探测到的X射线范围内。

在这种情况下,与无线电波相比,x光的亮度显著提高

这与大的x光喷射特征没有相关的无线电发射的观察相一致

“我们的结果表明,x光观测可能是研究早期宇宙中有喷流的类星体的最好方法之一,”合著者丹尼尔·斯特恩说,他也来自JPL

“或者换句话说,未来的x光观测可能是解开我们宇宙过去秘密的钥匙

" 一篇描述这些结果的论文已被《天体物理学杂志》接受出版

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