太空中的同心波紋如水中漣漪

黑洞爆發(fā)激起了銀河塵埃云中的同心波紋。

黑洞爆發(fā)激起的銀河塵埃云中的同心波紋。（圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局/CXC/U.Wisc-Madison/S.Heinz等人；光學(xué)/紅外：Pan STARRS）

美國(guó)宇航局發(fā)布了2015年觀測(cè)到的塵埃云中的漣漪的新圖像，產(chǎn)生自黑洞X射線(xiàn)的爆發(fā)，出人意料。

美國(guó)宇航局主力錢(qián)德拉X射線(xiàn)天文臺(tái)和夏威夷泛星光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的綜合觀測(cè)后，得到了這幅圖像。觀察周?chē)阈?，在其背景下V404 天鵝座黑洞（錢(qián)德拉視圖）旁的藍(lán)色同心環(huán)塵埃清晰可見(jiàn)（泛星望遠(yuǎn)鏡所見(jiàn)）。

美國(guó)宇航局在官方聲明中表示，同心圓展現(xiàn)了地球和V404 天鵝座之間的塵埃云的信息。看起來(lái)這是張二維圖像，實(shí)際上這些光環(huán)分散在寬達(dá)7800光年的空間中，將地球與黑洞隔開(kāi)。

觀察后：我們能得到什么信息？

光環(huán)反映了黑洞爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的X射線(xiàn)傳播到整個(gè)銀河系的方式。X射線(xiàn)被集中在云中的塵埃粒子反彈，就像聲波產(chǎn)生回聲一樣。因此，光環(huán)的大小與地球和每一朵塵埃云之間的距離相對(duì)應(yīng)，較小的光環(huán)表示距離較遠(yuǎn)的云團(tuán)的位置，較大的光環(huán)表示距離地球較近的云團(tuán)。

美國(guó)宇航局在聲明中解釋?zhuān)驗(yàn)閄射線(xiàn)爆發(fā)只持續(xù)了相對(duì)較短的時(shí)間，因此所謂的光回波顯示為窄環(huán)，而不是寬環(huán)或光暈。

這一異常強(qiáng)大的X射線(xiàn)爆發(fā)于2015年6月5日。首次爆發(fā)被美國(guó)宇航局研究伽馬射線(xiàn)的空間望遠(yuǎn)鏡尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文臺(tái)偵查到。錢(qián)德拉隨后于2015年7月11日至25日觀察了這一活動(dòng)。然而，事件的亮度迫使錢(qián)德拉的操作人員將V404 天鵝座系統(tǒng)放置在望遠(yuǎn)鏡探測(cè)器之間，以防再次發(fā)生強(qiáng)烈爆炸時(shí)損壞儀器。

環(huán)的大小反映了塵埃云與地球的距離。

環(huán)的大小反映了塵埃云與地球的距離。（圖片來(lái)源：美國(guó)宇航局）

美國(guó)宇航局表示，就像醫(yī)學(xué)X射線(xiàn)圖像能夠反映出人體內(nèi)各種組織的特性一樣，錢(qián)德拉觀測(cè)也讓天文學(xué)家了解了塵埃云的特性。得益于研究人員將X射線(xiàn)在一系列波長(zhǎng)上的亮度與各種化學(xué)成分星際塵埃的計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行了比較。

由于不同的材料吸收X射線(xiàn)的方式不同，科學(xué)家們能夠進(jìn)一步了解這些云的組成成分。研究小組認(rèn)為這些塵埃很可能含有石墨和硅酸鹽顆粒的混合物。此外，科學(xué)家們用錢(qián)德拉對(duì)內(nèi)環(huán)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)塵埃云的密度在各個(gè)方向上都不均勻。

自2015年以來(lái)，幾項(xiàng)基于觀察結(jié)果的研究得以發(fā)表。

相關(guān)信息：

V404天鵝座是一個(gè)雙星系統(tǒng)，由一個(gè)重達(dá)九個(gè)太陽(yáng)的黑洞和一顆質(zhì)量約為太陽(yáng)一半的伴星組成。黑洞吸收恒星的物質(zhì)，這要?dú)w功于黑洞吸積盤(pán)發(fā)出的X射線(xiàn)。

V404天鵝座是天鵝座中的一個(gè)微類(lèi)星體和一個(gè)雙星系統(tǒng)。它包含一個(gè)質(zhì)量約9米的黑洞和一顆質(zhì)量略小于太陽(yáng)的早期K巨星伴星。恒星和黑洞每隔6.47129天在相當(dāng)近的距離內(nèi)圍繞彼此旋轉(zhuǎn)一周。由于它們的鄰近性和黑洞的強(qiáng)烈引力，伴星的質(zhì)量損失到黑洞周?chē)奈e盤(pán)，最終損失到黑洞本身。[9] 名稱(chēng)中的“V”表示它是一顆可變恒星，隨著時(shí)間的推移，它會(huì)不斷變亮變暗。有些人認(rèn)為它是新星，因?yàn)樵?0世紀(jì)，它至少產(chǎn)生了三次明亮的能量爆發(fā)。這是一種軟性X射線(xiàn)瞬態(tài)，因?yàn)樗l(fā)出的短時(shí)X射線(xiàn)爆發(fā)是周期性的。

2009年，V404 天鵝座系統(tǒng)中的黑洞成為第一個(gè)由科學(xué)家對(duì)其與太陽(yáng)系的距離進(jìn)行精確視差測(cè)量的黑洞。通過(guò)高靈敏度陣列的超長(zhǎng)基線(xiàn)干涉測(cè)量法測(cè)量，得出距離為2.39±0.14千帕秒，[10]或7800±460光年。

相關(guān)知識(shí)

黑洞是時(shí)空展現(xiàn)出極端強(qiáng)大的引力，以致于所有粒子、甚至光這樣的電磁輻射都不能逃逸的區(qū)域。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)，足夠緊密的質(zhì)量可以扭曲時(shí)空，形成黑洞；不可能從該區(qū)域逃離的邊界稱(chēng)為事件視界。雖然，事件視界對(duì)穿越它的物體的命運(yùn)和情況有巨大影響，但對(duì)該地區(qū)的觀測(cè)似乎未能探測(cè)到任何特征。在許多方面，黑洞就像一個(gè)理想的黑體，它不反光。

BY:Tereza Pultarova

FY:木乙山

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