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天文学家测量银河NGC 1365核中的黑洞自旋

2021-06-13 08:50:18来源:

NGC 1365星系的图像,其原子核包含一个活跃吸收物质的巨大黑洞。天文学家使用了一系列的X射线观测来测量原子核铁发射线中的时间变化,从而确定黑洞自旋的值。

利用NuSTAR和XMM-NEWTON的观测结果,一组天文学家检查了星系NGC 1365原子核中高激发铁原子的时变光谱形状。

大多数星系的原子核都有一个巨大的黑洞。例如,在我们的银河系中,核黑洞包含约四百万个太阳质量的物质,而在其他星系中,黑洞估计具有数亿甚至更多的太阳质量。在类似类星体的戏剧性案例中,怀疑这些黑洞以接近光速的速度将观察到的双极粒子射流向外推动。他们如何做到这一点还不得而知,但是科学家认为黑洞的自转在某种程度上起着举足轻重的作用。

黑洞是如此简单(至少在传统理论中如此),以至于它只能用三个参数来完全描述:黑洞的质量,自旋和电荷。即使它可能是由物质和能量的复杂混合形成的,但当其崩溃到一个奇异点时,所有其他特定细节都将丢失。天文学家正在努力测量活跃星系中黑洞的自旋,以探测自旋和射流特性之间的联系。

一种测量黑洞自旋的方法是X射线光谱,方法是从黑洞周围物质的吸积盘中非常热的气体中寻找原子发射线形状的畸变。在这些极端环境中,由于相对性造成的影响会使加宽的发射线本质上变窄并使其倾斜,从而取决于黑洞旋转值。

CfA天文学家Guido Risaliti,Laura Brenneman和Martin Elvis及其同事使用NuSTAR和XMM-NEWTON太空任务的联合观测数据来检查星系NGC 1365原子核中高激发铁原子的时变光谱形状,这是一个经过精心研究的活跃星系,约有六千六百万光年,并且以表现出随时间变化的线轮廓而闻名。研究小组获得了四个高质量的观测源,并在前所未有的吸收状态范围内捕获了该源,包括一个对中心核的视线吸收极少的状态。尽管吸收范围很广,但所有观察结果都显示出吸积流最内层区域的标志。关于将观察到的线形归因于黑洞自旋(而不是归因于核中的其他作用)的可靠性,社区内部存在分歧,但是这一新结果不仅表明这是可能的,甚至表明单历元观测结果可能会提供可靠的测量结果,从而使研究其他此类系统的任务更加有效。

出版物:D. J. Walton等人,“ NGC 1365的NuSTAR和XMM-Newton观测值:极高的吸收变异性和恒定的内部吸积盘”,2014年,ApJ,788,76; doi:10.1088 / 0004-637X / 788/1/76

研究报告的PDF副本:NGC 1365的NuSTAR和XMM-Newton观测值:极高的吸收变异性和恒定的内部吸积盘

图像:南部SSRO(R。Gilbert,D。Goldman,J。Harvey,D.Verschatse)– PROMPT(D。Reichart)