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巨大黑洞周围磁场首次测定

2018-12-24 09:04来源:科技日报

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  科技日报东京12月22日电(记者陈超)日本理化学研究所与国立天文台等机构的联合研究小组观测到巨大黑洞周围存在高温等离子冕电波放射现象,并首次成功测定了黑洞冕磁场的强度。

  星系中心的巨大黑洞周围,存在与日冕类似的黑洞冕。由于日冕会被磁场加热,因此一般认为黑洞冕加热源也是磁场。但迄今为止,尚未观测到黑洞周围的磁场。此次联合研究小组通过阿尔玛望远镜,对90—230GHz电波频带两个活动星系中心区域进行观测,捕捉到两个巨大黑洞,都有来自黑洞冕的电波辐射。从电波辐射成分计算出的黑洞冕磁场强度极小,不能提供充足加热。

  据推测,宇宙中存在数千亿至数万亿星系,每个星系中心都有超过太阳质量百万倍至百亿倍的巨大黑洞,黑洞周围存在黑洞晕。太阳周围的日晕温度约为100万℃,而利用X射线观测巨大黑洞周围的黑洞晕达到约10亿℃。

  研究小组对距地球2.2亿光年的活动星系IC 4329A和5.8亿光年的NGC 985进行了观测。根据对黑洞冕辐射的电波成分进行计算,发现黑洞冕规模约40史瓦西半径,磁场强度10高斯左右,远小于理论预测磁场强度,加热巨大黑洞冕会立刻冷却,不可能存在高温黑洞冕。因此,迄今为止巨大黑洞冕加热机理的“剧本”将要重写。

  巨大黑洞周围磁场及物质分布,对活动星系释放的相对论射流形成具有重要作用。研究小组认为,黑洞冕中应该存在高能电子才能对此次观测的电波放射做出解释。高能电子应该与电波同时放射10万至1亿电子伏(eV)的伽马射线。但目前观测伽马射线的技术困难,今后如能对伽马射线进行观测,将增进对黑洞周围高能电子和黑洞冕的了解。

  研究成果发表在最近的美国《天体物理学杂志》上。

[责编:蔡琳]

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