哈勃发明有些黑洞可增进恒星构成

互联网 3个月前 站长
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起源:科技日报

并非都是“损坏年夜王”

哈勃发明有些黑洞可增进恒星构成

◎本报记者 吴纯新

此前研讨中,黑洞体系发生的喷流或外流的速率十分濒临光速,喷流、外流扫过的气领会被加热,在其门路上的气领会被遣散,这些效应显然倒霉于恒星构成。而Henize 2-10的核心黑洞发生外流的速率十分低,与气体感化时也并未明显加热气体,反而其外流畅过紧缩气体,直接发生了触发恒星构成的效应。

始终以来,黑洞都被以为是个“损坏年夜王”,会吞噬所有凑近它的物资。但是,克日哈勃太空千里镜察看到矮星系Henize 2-10中的黑洞,与其余已知黑洞的“性格”截然相反,它正在增进而非克制其邻近恒星的构成。

这是一个推翻性的发明。哈勃太空千里镜对Henize 2-10的成像跟光谱剖析明白地表现,一股气体流从黑洞延长到晶莹的恒星出生区,犹如一条脐带,让浓密的云团构成恒星。

增进恒星构成的黑洞

Henize 2-10位于罗盘座(南天星座之一),间隔地球约3000万光年,此中包括的恒星数目只有河汉系的非常之一阁下。华中科技年夜学物理学院教学雷卫华先容,河汉系是原始星系一直成长、并合的产品,而Henize 2-10固然阅历了漫长的宇宙演变,但依然保存原始状态,是小标准星系,能够视作星系的“活化石”。

如许的矮星系能否也像其余星系那样,在星系核心存在着一个超年夜品质黑洞?

“10年前,这个成绩仍是人们争辩的核心。人们以为,Henize 2-10星系中心的X射线跟射电运动可能是核心黑洞吸积气体所致,也可能来自年青的超新星陈迹。”雷卫华说。

而本次哈勃太空千里镜的观察成果,为矮星系核心能否存在年夜品质黑洞的争辩画上了句号。此次研讨提醒了从星系中心延长到恒星构成区的双向外流的特别构造。经由过程谱线多普勒频移,研讨职员能够丈量出差别地位的外流气体速率,进一步表现外流的进动。

此前,迷信家在良多运动星系核中也观察到过喷流的进动。实践上,喷流或外流的进动可能来自歪曲的黑洞吸积盘。雷卫华以为,能观察到进动的外流,就证实Henize 2-10核心必定是黑洞无疑,弗成能来自超新星陈迹。

同时,Henize 2-10核心不核球,标明此中心约百万倍太阳品质的超年夜品质黑洞在核球构成之前就已存在,这与个别畸形星系跟运动星系的超年夜品质黑洞与其核球一同阅历一直增加的情形差别。

“Henize 2-10核心的超年夜品质黑洞可能还坚持着其婴儿时代的样子容貌,极具研讨代价,能够借此还原相似河汉系核心超年夜品质黑洞的原始种子信息。”雷卫华说。

星云若要塌缩构成恒星,必需充足冷跟浓密。在此前的观察跟实践研讨中,平日以为从星系核心黑洞发生的喷流或外流在其所经之处会一直加热跟遣散气体,必将克制恒星构成。对矮星系,固然观察到的黑洞运动样本很少,但迷信家仍持雷同观念。

雷卫华表现,对Henize 2-10的观察发明却完整相反,此中心黑洞运动发生的外流触发了恒星构成,这年夜年夜出乎迷信家的预料。

不同凡响的黑洞外流

随同多波段地理学的开展,迷信家对星系的研讨越来越深刻,逐步累积的证据标明:畸形星系跟运动星系核心个别都存在着一个品质为百万倍到百亿倍太阳品质的超年夜品质黑洞。

雷卫华先容,黑洞自身并不发光,但黑洞的强引力场会影响四周恒星或气体,如超年夜品质黑洞会俘获并扯破凑近它的恒星,吸食恒星残骸,品质超越一亿倍太阳品质的黑洞则能够直接吞噬恒星或气体,构成吸积盘。

黑洞吸积四周气体物资构成吸积盘。吸积盘上,绝对核心黑洞差别间隔处的物资绕转速率差别,这些物资经由过程较差滚动(在差别半径以差别的角速率绕黑洞扭转)开释引力势能并加热气体构成热等离子体,热等离子领会发生辐射。

雷卫华说,黑洞除了吸积物资,黑洞吸积盘体系也会向外抛射等离子体,发生喷流或外流,这些景象在运动星系核跟微类星体中十分广泛。

喷流或外流的构成机制重要有以下3种:低吸积率吸积盘无奈无效经由过程辐射光子来冷却,灼热的吸积盘会向外抛射等离子体构成盘风(外流);假如吸积盘存在极强有序磁场,盘上等离子体经由过程磁力线向外抛射构成外流或喷流;扭转黑洞可经由过程四周有序磁场提取黑洞的滚动能,以减速四周等离子体构成沿着黑洞南北极偏向准直的喷流。

“Henize 2-10核心黑洞发生外流的机制可能是此中某一种,详细是上述哪种机制主导,当初依然不明白。”雷卫华表现。

此前研讨中,黑洞体系发生的喷流或外流的速率十分濒临光速,喷流、外流扫过的气领会被加热,在其门路上的气领会被遣散,这些效应显然倒霉于恒星构成。因而,迷信家平日以为黑洞喷流、外流会克制恒星构成,至少对运动星系而言是如斯。

而Henize 2-10作为矮星系,此中心黑洞发生外流的速率十分低,大概每秒多少百公里,绝对光速而言十分慢,与气体感化时也并未明显加热气体,反而其外流畅过紧缩气体,直接发生了触发恒星构成的效应。基于此,哈勃太空千里镜察看到Henize 2-10双向外流直接延长至恒星构成区。

种子黑洞的两种可能起源

2019年4月10日,“变乱视界千里镜”配合组颁布了人类首张黑洞照片,经由过程黑洞暗影标准,丈量出M87这个间隔地球5500万光年巨椭圆星系核心的黑洞品质约为65亿倍太阳品质。

华中科技年夜学物理学院教学雷卫华先容,平日以为星系核心黑洞与星系应当是独特增加的关联。但基本成绩在于,明天看到的星系核心超年夜品质黑洞,是在漫长的宇宙过程中经由过程种子黑洞一直并合或吸积物资成长而来的。

那么,最初的种子黑洞是什么?

现在,主流的种子黑洞模子包含“轻种子”跟“重种子”两种。“轻种子”黑洞来自恒星演变产品,即第一代恒星,其金属品貌极低,多少乎全由氢跟氦构成,可到达多少百倍太阳品质,寿命只有百万年,或坍缩构成100倍太阳品质阁下的黑洞。“重种子”黑洞则来自原始气体或星团直接塌缩,可达多少千到数十万倍太阳品质。

雷卫华以为,经由过程Henize 2-10,能够一窥宇宙晚期原始星系跟种子黑洞运动的样子,辅助迷信家更片面地舆解黑洞反应与星系演变的关联。

版权声明:站长 发表于 2022年3月1日 上午9:59。
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