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钱德拉(Chandra)揭露黑洞以过高的速度蔓延

2021-06-21 13:50:21来源:

NASA钱德拉X射线天文台的最新研究表明,存在着大量消耗大量物质的黑洞,这可能使这些类星体中的黑洞以极快的速度生长。

天文学家在美国国家航空航天局(NASA)的钱德拉(Chandra)X射线天文台研究了51个类星体,发现它们可能代表不寻常的黑洞种群,这些黑洞会消耗大量物质,正如我们最新的新闻报道所述。类星体是具有超大质量黑洞的对象,这些黑洞在不同类型的光下也非常明亮。通过使用钱德拉(Chandra)检查X射线特性,并将其与紫外线和可见光观测数据相结合,科学家们正试图确切地确定这些大黑洞在早期宇宙中如何如此迅速地生长。

这项研究的类星体-包括三个在底部显示为钱德拉图像的类星体-距地球约50亿至115亿光年。选择这些类星体是因为它们在紫外线波长下从某些原子(尤其是碳)发出的发射异常微弱。另外,在这项新研究中,大约65%的类星体在X射线中的暗淡程度比典型类星体平均低40倍。

来自这些物体的微弱的紫外线原子发射和X射线通量可能是一个超大质量黑洞如何吸引物质的问题的重要线索。计算机模拟表明,在低流入速率下,物质会朝薄盘中的黑洞旋转。但是,如果流入率很高,则磁盘可能会急剧膨胀成包围磁盘内部的圆环或甜甜圈。

这显示在主图形顶部的艺术家插图中。在非常接近黑洞的白色区域产生的X射线被圆盘的厚的甜甜圈形部分基本上阻挡了,使类星体异常地隐隐于X射线中。还可以防止X射线撞击风中从磁盘外部吹走的粒子。这导致诸如碳的元素发出微弱的紫外线。

重要的含义是这些“厚磁盘”类星体可能会以极快的速度容纳黑洞。当前的研究和不同团队先前的研究表明,此类类星体在宇宙大爆炸后大约十亿年的早期宇宙中可能更为普遍。如此迅速的增长也可能解释了甚至在更早的时候仍然存在巨大的黑洞的原因。

描述这些结果的论文发表在即将出版的《天体物理学杂志》上,并可在线获得。作者是罗宾(宾夕法尼亚州立大学),尼尔·勃兰特(宾夕法尼亚州立大学),帕特里克·霍尔(约克大学),吴建峰(哈佛-史密森尼大学天体物理学中心),斯科特·安德森(华盛顿大学),戈登·加米尔(宾夕法尼亚州立大学) ,Robert Gibson(华盛顿大学),Richard Plotkin(密歇根大学),Gordon Richards(德雷克塞尔大学),Don Schneider(宾夕法尼亚州),Ohad Shemmer(北德克萨斯大学)和Yue Shen(卡内基天文台)。

NASA位于阿拉巴马州汉斯维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理该机构位于华盛顿的科学任务部的钱德拉计划。位于马萨诸塞州剑桥市的史密森尼天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行业务。

出版物:Luo B. et al,2015,ApJ(印刷中)

研究报告的PDF副本:X射线透视PHL 1811类似物和弱发射线类星体的性质:与几何厚的吸积盘统一吗?

图像:X射线:NASA / CXC / Penn State / B.Luo等;插图:NASA / CXC / M。魏斯