中国科研团队证实黑洞M87自旋 符合广义相对论

中国科研团队证实黑洞M87自旋 符合广义相对论 中国科研团队首次观测到M87黑洞自旋，这一现象符合爱因斯坦广义相对论的预测。 综合新华社和央视新闻报道，国际期刊《自然》星期三（9月27日）刊发一篇由中国科学家领衔的黑洞研究成果论文，发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性摆动，摆动周期约为11年，振幅约为10度。这是继2019年首张黑洞“甜甜圈”照片和今年4月黑洞全景照片发布后，黑洞研究领域又一成果。 论文第一作者兼通讯作者、之江实验室博士后崔玉竹介绍，科研团队在解析M87黑洞喷流结构过程中，发现M87黑洞喷流呈现周期性摆动，首次为黑洞自旋理论提供观测证据。这一现象符合爱因斯坦的广义相对论预测的“如果黑洞处于旋转状态，会导致参考系拖曳效应”。 云南大学中国西南天文研究所副研究员林伟康表示，虽然自旋是黑洞理论的基础假设，但此前并没有直接观测证据能够证实。此次研究成功地将M87黑洞喷流动力学，与该星系中心超大质量黑洞状态联系起来，为进一步揭开黑洞的神秘面纱提供关键要素。 公开资料显示，被观测到的黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年（一光年约9.46兆公里），质量约为太阳的65亿倍。2019年，科学家首次发布由事件视界望远镜(EHT)拍摄的M87黑洞图像，这是人类历史上首次以照片的形式观测黑洞。

天体物理学家利用模型准确预测了观测到的M87黑洞喷流的形态

天体物理学家利用模型准确预测了观测到的M87黑洞喷流的形态 自从发现喷流以来，包括诺贝尔奖获得者罗杰-彭罗斯爵士在内的许多学者都在研究这些神秘现象的形成。目前，有两种主要模型试图解释喷流的形成："BZ-喷流模型"是以研究人员布兰福德和兹纳杰克的名字命名的，也是目前最有影响力的模型，它认为喷流是通过与黑洞事件视界相连的磁场线从黑洞中提取自旋能量而形成的。与此相反，第二种模型认为喷流是通过从黑洞的吸积盘中提取旋转能量形成的。后者是在黑洞强大引力作用下围绕黑洞旋转的电离气体的集合。第二种模型可以被称为"圆盘-喷流模型"。尽管其他研究人员已经使用 BZ 射流模型模拟了广义相对论准直外流，实际上也就是射流，但还不清楚 BZ 射流模型能否解释观测到的实际射流的形态，包括其拉长的结构、宽度和边缘增亮（即射流边缘附近亮度增加）。为了研究这两个模型的有效性，中国科学院上海天文台袁峰博士领导的一个国际研究小组计算了这两个模型分别预测的位于室女座巨型星系Messier 87（M87）中心的超大质量黑洞的喷流。研究小组随后将计算结果与对M87喷流的实际观测结果进行了比较，后者被记录在事件地平线望远镜（EHT）首次捕捉到的黑洞图像中。研究小组的研究表明，BZ-喷流模型准确地预测了观测到的M87喷流的形态，而圆盘-喷流模型则难以解释观测结果。该研究发表在《科学进展》（Science Advances）上。模型预测图像与观测图像的对比研究小组首先采用了三维广义相对论磁流体力学（GRMHD）模拟来再现M87喷流的结构。为了计算模拟喷流的辐射并将辐射与观测结果进行比较，辐射电子的能谱和空间分布至关重要。研究小组假设电子加速是通过"磁重联"发生的，即磁能转化为动能、热能和粒子加速的过程。根据这一假设，研究小组结合粒子加速研究的结果，利用动力学理论求解了稳态电子能量分布方程。然后，研究小组获得了模拟射流不同区域的电子能量谱和数量密度。在距离核心的三个距离上，由基准模型预测的边缘增亮（实线）及其与观测数据的比较（虚线）将这些信息与吸积模拟（包括磁场强度、气体等离子体温度和速度）相结合，研究小组获得了可以与实际观测结果进行比较的结果。结果显示，BZ-喷流模型预测的喷流形态与观测到的M87喷流形态非常吻合，包括喷流宽度、长度、边缘增亮特征和速度。相比之下，盘状喷流模型的预测结果与观测结果不一致。此外，研究小组还分析了磁再连接过程，发现它是由于M87黑洞吸积盘中的磁场产生的磁爆发造成的。这些爆发对磁场造成了强烈的扰动，这种扰动可以传播很远的距离，从而导致喷流中的磁重联。这项工作弥合了喷流形成动态模型与各种观测到的喷流特性之间的差距，首次证明 BZ 喷射模型解决了喷流的能量问题，也解释了其他观测结果。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

哈勃望远镜捕捉到一个拥有贪婪黑洞的高能量星系

哈勃望远镜捕捉到一个拥有贪婪黑洞的高能量星系 访问：Saily - 使用eSIM实现手机全球数据漫游 安全可靠 源自NordVPN 这张美国宇航局哈勃太空望远镜拍摄的照片显示的是距地球大约 5000 万光年的螺旋星系 NGC 4951。图片来源：NASA、ESA 和 D. Thilker（约翰霍普金斯大学）；图片处理：Gladys Kober（NASA/美国天主教大学）：Gladys Kober（美国国家航空航天局/美国天主教大学）NGC 4951 位于室女座，距离地球大约 5000 万光年。它被归类为塞弗特星系，这意味着它是一种能量极高的星系，有一个活跃的星系核（AGN）。不过，塞弗特星系与其他类型的AGN不同，因为我们仍然可以清楚地看到星系本身不同类型的AGN是如此明亮，以至于几乎不可能观测到它们所在的实际星系。像 NGC 4951 这样的 AGN 由超大质量黑洞驱动。当物质旋入黑洞时，会产生整个电磁波谱的辐射，使 AGN 发出耀眼的光芒。哈勃望远镜帮助证明了宇宙中几乎每个星系的核心都存在超大质量黑洞。在这架望远镜于 1990 年发射进入低地球轨道之前，天文学家们只是从理论上推测它们的存在。这次任务通过观测黑洞不可否认的影响，如从黑洞喷射出的物质喷流和围绕黑洞高速旋转的气体和尘埃盘，验证了它们的存在。对 NGC 4951 进行的这些观测为天文学家研究星系的演化过程提供了宝贵的数据，其中特别关注恒星的形成过程。哈勃收集到的这些信息正与詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）的观测数据相结合，以支持JWST Treasury计划。Treasury计划收集的观测数据侧重于利用单一、连贯的数据集解决多个科学问题的潜力，并促成各种引人注目的科学调查。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

韦布望远镜定格最遥远黑洞合并事件

韦布望远镜定格最遥远黑洞合并事件 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 天文学家已在宇宙中的很多大质量星系（包括银河系）内，发现了超大质量黑洞。这些黑洞的质量是太阳质量的数百万到数十亿倍，很可能对其所在星系的演化产生重大影响。但对于这些黑洞是如何变得如此巨大，科学家仍然缺乏充分了解。在最新研究中，韦布空间望远镜为早期宇宙中黑洞的生长提供了新线索。最新研究主要作者、剑桥大学的汉娜·乌伯勒解释道，拥有活跃吸积物质的大质量黑洞具有独特的光谱特征，天文学家可以识别它们。但对于非常遥远的星系，比如最新研究中的星系，这些特征从地面无法观测到，只有韦布空间望远镜才能捕捉到。借助韦布空间望远镜，乌伯勒等人在黑洞附近发现了快速运动的稠密气体，以及由黑洞在吸积过程中通常会产生的高温和高度电离气体，为两个星系及其大质量黑洞正在合并提供了证据。最新发现表明，合并是黑洞快速生长的重要途径，即使在宇宙黎明时期也是如此，大质量黑洞从一开始就在塑造星系的进化。 ... PC版： 手机版：

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量 詹姆斯-韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器看到的猎户座星云内部区域。资料来源：NASA、ESA、CSA、数据缩减和分析：PDRs4All ERS 小组；图形处理 S. Fuenmayor通过观测一个名为d203-506的原行星盘，他们发现了大质量恒星在形成不到一百万年的行星系统过程中所起的关键作用。这项研究由图卢兹国家科学研究中心（CNRS）的奥利维尔-贝内（Olivier Berné）博士领导，以《在原行星盘中观测到的远紫外光驱动的光蒸发流》为题发表在《科学》杂志上。这些恒星的质量大约是太阳的十倍，更重要的是，它们的光亮度是太阳的十万倍，在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量，这种辐射既可以帮助行星的形成，也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中，科学家们发现，由于大质量恒星的强烈辐照，类似木星的行星将无法在行星系 d203-506 中形成。该团队由来自仪器、数据缩减和建模等领域的众多专家组成。JWST 的数据与阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）收集的数据相结合，以确定气体中的物理条件。计算得出的星盘质量损失速度意味着，整个星盘的蒸发速度将快于一颗巨行星的形成速度。科隆大学天体物理研究所的 Yoko Okada 博士说："团队多年来做出了许多贡献，包括制定观测计划和评估数据，这些成果的取得令人欣喜，标志着我们在了解行星系统的形成方面迈出了重要一步。"猎户座星云中的 JWST 数据非常丰富，让科学家们忙于在恒星和行星形成以及星际介质演化领域进行各种详细分析。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

罕见系外行星HD88986b的发现为探索类地世界铺平了道路

罕见系外行星HD88986b的发现为探索类地世界铺平了道路 天基 TESS 卫星使用凌日法测量系外行星从其前方经过时恒星光的微小光滴。TESS 卫星通过精确测量行星的大小，确定了亚海王星 HD88986b 的特征。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心这是一个罕见的发现，因为比海王星和天王星更小、更轻的系外行星很难被探测到，至今只发现了几颗。这种罕见的系统对于更好地了解行星的形成和演化特别有趣；它们被认为是探测恒星周围类地行星的关键一步。新的行星系统是在恒星 HD88986 周围发现的。这颗恒星的温度与太阳相似，半径稍大，其亮度足以让敏锐的观测者在英国各地的黑天观测点（如 Bannau Brycheiniog 国家公园（布雷肯比肯斯））看到。这项发表在《天文学与天体物理学》（Astronomy &Astrophysics）杂志上的研究由巴黎天体物理研究所（IAP）的伊朗博士后内达-海达里（Neda Heidari）领导。在英国，华威大学高级研究员托马斯-威尔逊（Thomas Wilson）共同领导了卫星数据分析工作，包括寻找新行星。该团队还包括来自瑞士、智利和美国等 9 个国家的 29 个其他研究所的研究人员。一颗寒冷的海王星般的系外行星该行星系包括一颗比海王星小的冷行星，即所谓的亚海王星，HD88986b。这颗行星的轨道周期是已知系外行星中最长的（146 天），小于海王星或天王星。IAP 的 Neda Heidari 解释说："我们发现并测量过质量和半径的大多数行星的轨道都很短，通常不到 40 天。与太阳系相比，即使是距离太阳最近的水星，也需要 88 天才能完成其轨道运行。缺乏对轨道较长的行星的探测，给了解其他星系甚至我们太阳系的行星如何形成和演化带来了挑战。HD88986b的轨道周期为146天，有可能是目前已知轨道最长、测量精确的小行星"。HD88986b是利用法国上普罗旺斯天文台（Haute-Provence Observatory）的高精度光谱仪SOPHIE（一种分析系外行星光波长的机器）探测到的。SOPHIE 使用"径向速度法"探测系外行星并确定其特征；测量围绕恒星运行的行星引起的恒星的微小运动变化。这些观测结果揭示了这颗行星的存在，使研究小组得以估计其质量约为地球的 17 倍。美国国家航空航天局（NASA）的空间望远镜"凌日系外行星巡天卫星"（TESS）和欧洲航天局（ESA）的空间望远镜"表征系外行星卫星"（CHEOPS）的补充观测结果表明，这颗行星可能在其宿主恒星前"凌日"。当它的轨道经过地球和恒星之间的视线时，就会部分遮挡恒星导致恒星亮度降低，而这是可以观测和量化的。通过这两颗卫星的观测，研究小组直接估算出这颗行星的直径约为地球直径的两倍。这项研究的发现依赖于超过25年的观测数据，其中还包括欧空局盖亚卫星和夏威夷凯克望远镜的数据。此外，HD88986b 的大气温度只有190摄氏度，这为研究所谓的"冷"大气成分提供了一个难得的机会，因为大多数被探测到的系外行星大气都在 1000 摄氏度以上。由于亚海王星HD88986b的轨道较宽（大至地球-太阳距离的60%），HD88986b很可能与该行星系中可能存在的其他行星发生了罕见的相互作用，并在中心恒星的强烈紫外线辐射下发生了微弱的质量损失。因此，它可能保留了原有的化学成分，使科学家们能够探索这个行星系形成和演变的可能情况。华威大学物理系的托马斯-威尔逊（Thomas Wilson）说："HD88986b本质上是一颗缩小版的海王星，位于水星和金星的轨道之间。它是研究得最好的小型寒冷系外行星之一，为研究其大气层以了解其与我们地球的相似性铺平了道路。它还环绕着一颗温度与太阳相似的恒星运行，这使它成为 PLATO 太空望远镜将要发现的类地行星的先驱，华威大学在其中发挥着主导作用"。第二个外部同伴天文学家还发现了围绕中心恒星的第二颗外行星。这颗系外行星的质量特别大（是木星质量的 100 多倍），其轨道周期为几十 年。要了解它的性质并更好地确定其属性，还需要进一步的观测。托马斯-威尔逊补充说："我们从指向HD88986的望远镜中收集了超过25年的数据，使其成为研究时间最长的系外行星系统之一。这些丰富的数据揭示了比木星质量更大的第二颗系外同伴，它可能对这颗类似海王星的行星的形成非常重要，就像我们太阳系中的木星一样。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：