事件视界望远镜(EHT)公布银河系中心黑洞新照片 展示银心黑洞强大的旋转磁场

事件视界望远镜(EHT)公布银河系中心黑洞新照片展示银心黑洞强大的旋转磁场2021年该科学团队最终发布了银心黑洞即人马座A*的照片，为我们展示我们所在的银河系的中央这颗比较安静的黑洞照片。不过彼时这些黑洞的照片相对来说都比较模糊，像是一个马赛克版甜甜圈，但随着科学团队改进观测方法更清晰的偏振光版黑洞照片发布，首先被发布的依然是M87*黑洞，今天研究人员发布了两篇新论文展示银心黑洞的偏振光版。在这个新照片中我们可以清晰看到黑洞周围吸积盘的样子，吸积盘的光线(包括可见光和不可见光)主要是物质在跌落到黑洞时速度逐渐增加，并跟着旋转的黑洞一起沿着螺旋路径跌入，在跌入过程中物质之间高速摩擦、碰撞并转换为热能以及光线。其中亮度越高的区域代表物质密度更集中并且碰撞更剧烈，不过理论上说所有靠近黑洞的物质最终都会被强大的潮汐力撕扯为碎片甚至原子级别，所以黑洞的事件视界周围是难以看到完整物体的。下图是人马座A*的最新照片：下图是M87*和人马座A*的对比：...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425329.htm

韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞

韦伯望远镜探测到迄今发现最远的活跃超大质量黑洞科学家们利用韦伯望远镜对GN-z11进行研究，还发现了一些诱人的证据，证明在这个偏远星系的外围存在着群体III恒星。这些难以捉摸的恒星是宇宙中第一批发光的恒星，纯粹由氢和氦组成。虽然从未对这类恒星进行过明确的探测，但科学家们知道它们一定存在。现在，有了韦伯望远镜，发现它们似乎比以往任何时候都更接近了。这幅由韦伯的近红外相机（NIRCam）仪器拍摄的图像显示了GOODS-North星系场的一部分。右下方的拉线突出显示了GN-z11星系，它出现的时间距离宇宙大爆炸刚刚过去4.3亿年。图像显示了一个延伸部分，追踪着GN-z11宿主星系，以及一个中心源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI、BrantRobertson（加州大学圣克鲁兹分校）、BenJohnson（剑桥大学天文学院）、SandroTacchella（剑桥大学）、MarciaRieke（亚利桑那大学）、DanielEisenstein（剑桥大学天文学院）美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）的两个研究小组深入时空，研究了异常明亮的星系GN-z11。这个星系最初是由美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜探测到的，它是迄今为止观测到的最年轻、最遥远的星系之一，它是如此明亮，以至于科学家们都很难理解其中的原因。现在，GN-z11透露了它的一些秘密。一个利用韦伯望远镜研究GN-z11的小组发现了第一个明确的证据，证明该星系的中央有一个超大质量黑洞，正在快速吸积物质。他们的发现使这个星系成为迄今为止发现的最远的活跃超大质量黑洞。英国剑桥大学卡文迪什实验室和卡弗里宇宙学研究所的首席研究员罗伯托-马约利诺解释说："我们发现了超大质量黑洞附近常见的极致密气体。这些是GN-z11所在的黑洞正在吞噬物质的第一个明确信号。"利用韦伯望远镜，研究小组还发现了通常在吸积型超大质量黑洞附近观测到的电离化学元素的迹象。此外，他们还发现该星系正在释放出一股非常强大的风。这种高速风通常是由与剧烈吸积的超大质量黑洞相关的过程驱动的。同样来自卡文迪什实验室和卡弗里研究所的研究人员汉娜-于布勒（HannahÜbler）说："韦伯的近红外相机（NIRCam）发现了一个延伸部分，它追踪着宿主星系，以及一个中央紧凑源，其颜色与黑洞周围吸积盘的颜色一致。"这些证据共同表明，GN-z11内有一个200万太阳质量的超大质量黑洞，它正处于吞噬物质的非常活跃阶段，这也是它如此明亮的原因。第二个小组也是由马约利诺领导的，他们利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪（NIRSpec），在围绕着GN-z11的光环中发现了一个气态氦团。马约利诺说："除了氦之外，我们看不到其他任何东西，这表明这个团块一定是相当原始的。这是理论和模拟在这些时代特别大质量星系附近所预料到的--在光晕中应该有原始气体的小块存留，这些气体可能会坍缩并形成群体III星团。"寻找前所未见的第三族群恒星--几乎完全由氢和氦形成的第一代恒星--是现代天体物理学最重要的目标之一。这些恒星预计质量很大、光度很强、温度很高。它们的预期特征是存在电离氦，而不存在比氦重的化学元素。第一批恒星和星系的形成标志着宇宙历史的根本性转变，在此期间，宇宙从黑暗和相对简单的状态演变成我们今天看到的高度结构化和复杂的环境。在未来的韦伯观测中，Maiolino、Übler和他们的团队将对GN-z11进行更深入的探索，并希望加强对可能正在其光环中形成的PopulationIII恒星的研究。《天文学与天体物理学》（Astronomy&Astrophysics）已接受发表关于GN-z11光环中原始气体团块的研究成果。对GN-z11黑洞的研究结果于2024年1月17日发表在《自然》杂志上。这些数据是作为JWST高级深河外星系巡天（JADES）的一部分获得的，JADES是NIRCam和NIRSpec团队的一个联合项目。詹姆斯-韦伯太空望远镜是世界上最重要的太空科学观测站。韦伯正在揭开太阳系的神秘面纱，眺望其他恒星周围的遥远世界，探索宇宙的神秘结构和起源以及我们在宇宙中的位置。韦伯望远镜是一项国际计划，由美国国家航空航天局（NASA）领导，其合作伙伴包括欧洲航天局（ESA）和加拿大航天局（CanadianSpaceAgency）。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423141.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423141.htm

NASA行星猎手罕见地瞥见遥远星系中的两个黑洞

NASA行星猎手罕见地瞥见遥远星系中的两个黑洞相互环绕的黑洞。两个黑洞都有与之相关的喷流：较大的黑洞呈红色，较小的黑洞呈黄色。通常只能看到红色的喷流，但在2021年11月12日的12小时内，较小的喷流占据了主导地位，并发出了来自较小黑洞的直接信号，这也是首次被观测到。资料来源：NASA/JPL-Caltech/R.Hurt(IPAC)&M.Mugrauer(AIUJena)OJ287发现黑洞2021年，美国国家航空航天局的系外行星猎杀卫星对准了OJ287星系，以帮助天文学家证实该星系中心有两个黑洞的理论，这一理论最早是由芬兰图尔库大学的研究人员提出的。凌日系外行星巡天卫星（TESS）旨在发现数千颗围绕天空中最亮的矮星运行的系外行星。TESS正在发现从小型岩石世界到巨型行星的各种行星，展示了银河系中行星的多样性。迄今为止，它已发现410颗确认的系外行星或环绕太阳以外恒星的"新世界"。NASA的TESS发现了太阳系外的系外行星。在对天空进行长时间观测的过程中，TESS还发现并监测各类亮度变化的天体，从附近的小行星到脉冲星和包含超新星的遥远星系。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心OJ287中的双黑洞证据2021年，TESS花了几周时间研究另一种系统，一个叫做OJ287的遥远星系。研究人员发现，有间接证据表明，OJ287星系中一个质量非常大的黑洞正围绕着一个比它大100倍的巨型黑洞运行。为了验证较小黑洞的存在，TESS监测了主黑洞的亮度以及与之相关的喷流。直接观测围绕较大黑洞运行的较小黑洞非常困难，但研究人员通过突然爆发的亮度发现了它的存在。这种事件以前从未在OJ287中观测到过，但芬兰图尔库大学的研究人员PauliPihajoki早在2014年就在他的博士论文中预测到了这一事件。根据他的论文，下一次耀斑预计发生在2021年末，当时有几颗卫星和望远镜都在关注这个天体。从卫星观测的光变曲线上看，观测到的爆发出现了急剧的耀斑，显示出一个原本持续暗淡的天体是如何突然急剧变亮的。上角显示了观测到的耀斑的更多细节。爆发发出的光量相当于大约100个星系的亮度。资料来源：Kishore等人，2024年TESS卫星于格林尼治标准时间2021年11月12日凌晨2点探测到了预期的耀斑，观测结果最近发表在ShubhamKishore、AlokGupta（印度Aryabhatta观测科学研究所）和PaulWiita（美国新泽西学院）的研究报告中。这次活动只持续了12个小时。如此短的持续时间表明，除非事先知道爆发的时间，否则很难发现大亮度的爆发。在这种情况下，图尔库研究人员的理论被证明是正确的，TESS在正确的时间对准了OJ287。这一发现也得到了美国宇航局斯威夫特望远镜的证实，该望远镜也对准了同一目标。此外，波兰克拉科夫雅盖隆大学的斯塔塞克-佐拉（StaszekZola）领导的一个大型国际合作小组通过使用地球不同地区的望远镜探测到了同一事件，因此全天至少有一个望远镜观测点始终是夜晚。此外，斯韦特兰娜-约斯塔德（SvetlanaJorstad）领导的美国波士顿大学小组和其他观测人员通过研究耀斑发生前后的偏振光，证实了这一发现。影响和未来研究图尔库大学的MauriValtonen教授和他的研究小组在一项新的研究中综合了之前的所有观测结果，结果表明，12小时的光爆来自轨道上较小的黑洞及其周围环境。当较小的黑洞"吞下"较大黑洞周围吸积盘的一大块，将其转化为向外喷射的气体时，亮度就会快速爆发。小黑洞的气体喷流在大约12小时内比大黑洞的气体喷流更亮。这使得OJ287的颜色不再是正常的红色，而是偏红或黄色。爆发之后，红色又恢复了。黄色表明在这12小时内，我们看到的是来自较小黑洞的光。从OJ287在同一时段发出的光的其他特征也可以推断出同样的结果。"因此，我们现在可以说，我们第一次'看到'了一个绕轨道运行的黑洞，就像我们可以说TESS看到了绕其他恒星运行的行星一样。就像行星一样，要直接获得较小黑洞的图像也是极其困难的。"瓦托宁教授说："事实上，由于OJ287的距离非常远，接近40亿光年，我们的观测方法可能还需要很长时间才能发展到足以捕捉到较大黑洞的图像。"印度塔塔基础研究所的A.Gopakumar说："不过，这个较小的黑洞可能很快就会以其他方式揭示它的存在，因为它预计会发射纳赫兹引力波。OJ287的引力波应该能在未来几年内被成熟的脉冲星定时阵列探测到。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435818.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435818.htm

当恒星成为黑洞的猎物：天文学家揭开潮汐扰动事件的神秘面纱

当恒星成为黑洞的猎物：天文学家揭开潮汐扰动事件的神秘面纱"恒星被撕裂后，其气体会在黑洞周围形成一个吸积盘。"来自图尔库大学和欧空局芬兰天文中心（FINCA）的博士后研究员亚尼斯-利奥达基斯（YannisLiodakis）说："几乎所有波长都能观测到来自吸积盘的明亮爆发，尤其是利用光学望远镜和探测X射线的卫星。"直到最近，研究人员还只知道一些TDEs，因为能够探测它们的实验并不多。不过，近年来科学家们已经开发出观测更多TDE的必要工具。有趣的是，但也许并不太令人惊讶的是，这些观测结果揭示了研究人员目前正在研究的新奥秘。"利用光学望远镜进行的大规模实验发现，大量的TDEs并不产生X射线，尽管可以清楚地探测到可见光的爆发。这一发现与我们对TDEs中被破坏的恒星物质演化的基本理解相矛盾，"Liodakis指出。在潮汐扰动事件中，一颗恒星移动到足够靠近一个超大质量黑洞的位置，这样黑洞的引力就会使恒星弯曲，直到被摧毁（图1）。来自被摧毁恒星的恒星物质在黑洞周围形成一个椭圆流（图2）。气体在环绕黑洞后返回途中撞击黑洞，在黑洞周围形成潮汐冲击（图3）。潮汐冲击会产生明亮的偏振光爆发，可以用光学和紫外线波长观测到。随着时间的推移，来自被摧毁恒星的气体会在黑洞周围形成一个吸积盘（图4），并从那里被慢慢拉入黑洞。注：图片比例不准确。图片来源：JenniJormanainen由芬兰天文中心和欧洲南方天文台领导的一个国际天文学家小组在《科学》杂志上发表的一项研究表明，来自TDEs的偏振光可能是解开这个谜团的关键。在许多TDE中观测到的光学和紫外线爆发可能来自潮汐冲击，而不是黑洞周围X射线明亮吸积盘的形成。这些冲击形成于远离黑洞的地方，因为来自被摧毁恒星的气体在环绕黑洞后返回的途中撞击了自己。在这些事件中，X射线亮吸积盘的形成要晚得多。"偏振光可以提供有关天体物理系统基本过程的独特信息。我们从TDE测量到的偏振光只能用这些潮汐冲击来解释，"该研究的第一作者Liodakis说。研究小组在2020年底收到了盖亚卫星发出的公共警报，称附近一个星系发生了核瞬变事件，该星系被命名为AT2020mot。研究人员随后在图尔库大学所属的北欧光学望远镜（NOT）上对AT2020mot进行了各种波长的观测，包括光学偏振和光谱观测。在北欧光学望远镜（NOT）上进行的观测尤其有助于促成这一发现。此外，偏振观测也是高中生天文观测课程的一部分。来自FINCA和图尔库大学的博士研究员JenniJormanainen说："北欧光学望远镜和我们在研究中使用的偏振计在我们了解超大质量黑洞及其环境的工作中发挥了重要作用。"研究人员发现，来自AT2020mot的光学光具有高度偏振，并且随着时间的推移而变化。尽管进行了多次尝试，但没有一个射电或X射线望远镜能够在爆发高峰之前、期间甚至数月之后探测到该事件的辐射。"当我们看到AT2020mot的极化程度时，我们立刻想到了从黑洞中喷射出的喷流，就像我们在超大质量黑洞周围经常观测到的那样，黑洞会吸积周围的气体。"图尔库大学和FINCA的学院研究员埃利纳-林德弗斯（ElinaLindfors）说。天文学家小组意识到，这些数据最符合这样一种情况：恒星气体流与自身发生碰撞，并在其围绕黑洞的轨道的近心点和远心点附近形成冲击。然后，冲击会放大恒星流中的磁场并使其有序化，这自然会导致高度偏振光。光学偏振的程度太高，大多数模型都无法解释，而且它还在随时间变化，这就更难解释了。卡里-科尔约宁（KarriKoljonen）指出："我们研究的所有模型都无法解释观测结果，只有潮汐冲击模型除外。"研究人员将继续观测来自TDEs的偏振光，也许很快就会发现更多关于恒星被破坏后发生了什么的信息。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372269.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372269.htm

神秘的天文信号显示有黑洞喷射物直指地球

神秘的天文信号显示有黑洞喷射物直指地球包括来自麻省理工学院和伯明翰大学的研究人员在内的研究小组认为，喷流是一个突然开始吞噬附近恒星的黑洞的产物，在这个过程中释放了大量的能量。他们的发现可以为超大质量黑洞如何进食和生长提供新的线索。兹威基瞬变设施使用安装在南加州帕洛玛天文台的塞缪尔-奥斯钦望远镜上的最先进的宽视场相机扫描天空。资料来源：帕洛玛天文台/加州理工学院天文学家已经观察到了其他这样的"潮汐破坏事件"，即TDEs，其中一颗经过的恒星被黑洞的潮汐力撕碎了。然而，AT2022cmc比迄今为止发现的任何TDE都要亮，而且在大约85亿光年之外，也是迄今为止发现的最远的TDE。研究小组利用欧洲南方天文台在智利的甚大望远镜测量了与AT2022cmc的距离。伯明翰大学的副教授MattNicholl博士说。"我们的光谱告诉我们，这个源头很热：大约3万度，这是典型的TDE。但是我们也看到了这个事件发生地的星系对光线的一些吸收。这些吸收线向更红的波长高度偏移，告诉我们这个星系比我们预期的要远得多！"位于智利阿塔卡马沙漠的帕拉纳尔天文台的超大型望远镜，或称VLT。资料来源：A.GhizziPanizza/ESO这样一个遥远的事件怎么会在我们的天空中显得如此明亮？研究小组说，黑洞的喷流可能直接指向地球，使信号看起来比喷流指向任何其他方向的时候更亮。这种效应是"多普勒增强"，类似于路过的警报器发出的放大的声音。AT2022cmc是迄今为止探测到的第四个多普勒增强的TDE，也是2011年以来观察到的第一个此类事件。它也是第一个用光学巡天发现的被提升的TDE。随着更强大的望远镜在未来几年的启动，它们将揭示出更多的TDEs，这可以揭示出超大质量黑洞是如何成长并塑造其周围的星系的。在AT2022cmc的最初发现之后，研究小组使用中子星内部成分探索器（NICER）集中研究了这个信号，这是一个在国际空间站上运行的X射线望远镜。美国宇航局的中子星内部成分探测器（NICER），在中间，是国际空间站上的一个X射线望远镜。资料来源：美国宇航局"前三天的情况看起来很正常，"Dheeraj"DJ"Pasham回忆说，他是这项研究的第一作者。"然后我们用X射线望远镜观察它，我们发现的是，这个源比最强大的伽马射线暴余辉要强大100倍。"通常情况下，天空中这种明亮的闪光是伽马射线暴--从大质量恒星坍缩中喷出的极端X射线射流。伯明翰大学的助理教授BenjaminGompertz博士领导了伽马射线暴的对比分析工作。"他说："伽马射线暴是这样的事件的通常嫌疑人。然而，尽管它们很亮，但一颗塌陷的恒星所能产生的光是有限的。因为AT2022cmc如此明亮，持续时间如此之长，我们知道一定有什么真正巨大的东西在推动它--一个超大质量黑洞。"极端的X射线活动被认为是由"极端吸积事件"驱动的，当被撕碎的恒星落入黑洞时产生了一个碎片的漩涡。事实上，研究小组发现，AT2022cmc的X射线亮度与之前探测到的三个TDEs相当，虽然比它们更亮。"它可能正在以每年一半的太阳质量的速度吞噬恒星，"Pasham估计。"这种潮汐破坏很多都发生在早期，而我们能够在黑洞开始吞噬恒星的一周内，就捕捉到这个事件。""我们预计未来会有更多这样的TDEs，"共同作者MatteoLucchini补充说。"然后，我们可能最终能够解释黑洞究竟是如何发射这些极其强大的喷流的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334065.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334065.htm