一个世界科学团队初次提醒了黑洞吸积流中的磁场传输进程,以及在黑洞邻近构成“MAD”(磁阻盘)。
研讨人员在使用我国榜首颗X射线地理卫星Insight-HXMT以及多台望远镜对黑洞X射线的迸发事情进行多波长观测研讨时发现了这一发现。
他们发现的关键是调查到黑洞射流的无线电发射和吸积流外部区域的光发射比吸积流内部区域(即热吸积流)中热气体的硬X射线天, 别离。
该研讨由武汉大学尤蓓副教授、浙江大学曹新武教授和我国科学院上海地理台(SHAO)严严教授领导。
黑洞捕获气体的进程称为“吸积”,落入黑洞的气体称为吸积流。吸积流中的粘性进程有效地开释引力势能,部分能量被转换为多波长辐射。这种辐射能够终究靠地上和太空望远镜观测到,使咱们也能够“看到”黑洞。
但是,黑洞周围存在“看不见的”磁场。当黑洞吸积气体时,它也会将磁场向内拖动。曾经的理论以为,跟着吸积气体不断带来弱小的外部磁场,磁场逐步向吸积流的内部区域加强。
吸积流上向外的磁力添加并抵消了来自黑洞的向内引力。因而,在黑洞邻近的吸积流内部区域,当磁场到达必定强度时,吸积的物质就会被磁场困住,不能自在落入黑洞。这种现象被称为磁阻盘。
MAD理论是多年前提出的,现已成功地解说了一些与黑洞吸积有关的观测现象。但是,没有直接的调查依据证明MAD的存在,MAD的构成和磁传输机制仍然是个谜。
除了简直每个星系中心的超大质量黑洞外,世界中还有更多的恒星质量黑洞。地理学家现已在银河系的许多双星体系中发现了恒星质量黑洞。这些黑洞的质量一般约为太阳的十倍。
大多数时分,这些黑洞处于停止状况,宣布极弱的电磁辐射。但是,它们偶然会进入一个或许继续数月乃至数年的迸发期,发生亮堂的X射线。因而,这些类型的双星体系一般被称为黑洞X射线双星。
在这项研讨中,研讨人员对黑洞X射线的迸发进行了多波长数据剖析。他们调查到,硬X射线发射表现出峰值,随后八天后无线电发射到达峰值。射流的无线电发射和热吸积流的硬X射线之间的如此长的推迟是史无前例的。
这些观测标明,吸积盘外部区域的弱磁场被热气体带入内部区域,热吸积流的径向规模跟着吸积速率的下降而敏捷扩展。热吸积流的径向规模越大,磁场的添加就越大。这导致黑洞邻近的磁场敏捷增强,导致在硬X射线发射峰值后约八天构成MAD。
“咱们的研讨初次提醒了吸积流中磁场传输的进程以及黑洞邻近MAD构成的进程。这代表了磁阻盘存在的直接调查依据,“该研讨的榜首作者和一起通讯作者You Bei副教授说。
此外,研讨小组调查到吸积流外部区域的光发射与热吸积流的硬X射线之间有史无前例的推迟(约17天)。经过对黑洞X射线双星迸发的数值模仿,发现跟着迸发挨近结尾,硬X射线的照耀导致更多来自远外部区域的吸积物质因为不稳定而向黑洞落去。这导致吸积流外部区域呈现光学耀斑,峰值呈现在热吸积流的硬X射线天。
“因为黑洞吸积物理学的普遍性,不同质量标准黑洞的吸积进程遵从相同的物理规律,这项研讨将促进对与大规模磁场构成,射流动力和加快机制相关的科学问题的了解,以吸积不同质量标准的黑洞,”曹新武教授说。 该研讨的一起通讯作者。
该研讨的一起通讯作者Yan Zhen教授指出,在不久的将来,估计将在更多的吸积黑洞体系中调查到与MAXI J1820 + 070中调查到的相似现象。
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