天文學(xué)家觀察到黑洞發(fā)出的第一道閃電

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1、 近日與西班牙瓦倫西亞大學(xué)天文觀測臺合作的一支國際研究人員小組發(fā)現(xiàn)了黑洞發(fā)出的第一道“閃電”，它的光輝的變化比任何一個(gè)觀察到的銀河系外天體都要強(qiáng)大。這一釋放“與穿過磁層空隙的電場引起的類似脈沖星的粒子加速密切相關(guān)”。這項(xiàng)有關(guān)IC310星系出現(xiàn)異常強(qiáng)烈的伽馬射線現(xiàn)象的研究被發(fā)表在期刊《科學(xué)》上。 位于英仙座的射電星系IC310距離地球2.6億光年遠(yuǎn)。天文學(xué)家認(rèn)為該星系中央存在一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，在星系中央產(chǎn)生了強(qiáng)大的伽馬射線噴發(fā)，這主要是利用西班牙拉帕爾馬島上的大氣伽瑪切倫科夫成像望遠(yuǎn)鏡（簡稱MAGIC望遠(yuǎn)鏡）監(jiān)測到的，同時(shí)還借助了歐洲甚長基線干涉儀（VLBI）網(wǎng)絡(luò)（EVN）的補(bǔ)充圖片。 研

2、究人員注意到在五分鐘的觀測內(nèi)，IC310星系發(fā)出的輻射存在令人驚訝的變化性?！昂诙吹囊暯纭簿褪侨魏问挛锇ü舛紵o法逃脫黑洞的時(shí)空表面——比地球太陽距離的三倍，也就是比4.5億千米還要長。光需要25分鐘才能覆蓋到這么長的距離。”研究合作作者、馬克斯普朗克射電天文學(xué)研究所和瓦倫西亞大學(xué)的研究人員愛德華多·羅斯這樣解釋道。 一個(gè)物體無法在光全部穿透其表面的時(shí)間內(nèi)完全改變表面的亮度。因此，伽馬射線產(chǎn)生的區(qū)域應(yīng)該比黑洞的視界更低，研究人員這樣表示。這暗示著天文學(xué)家能夠觀察到IC310星系里比中央黑洞更小的細(xì)節(jié)。此外，未知事物也開啟了科學(xué)家們對天體在時(shí)空里的引力旅行的探索。 星系中央的黑洞質(zhì)量在介

3、于太陽質(zhì)量的100萬倍至幾十億倍之間。物質(zhì)在落入黑洞的過程中會產(chǎn)生覆蓋整個(gè)電磁光譜的巨大光亮。星系里的這些活動(dòng)星核會產(chǎn)生所謂的氣流，也即物質(zhì)以接近光速的高速被噴射至外太空。利用射電天文學(xué)方法，科學(xué)家們可以獲得具有天體物理學(xué)獨(dú)特細(xì)節(jié)的氣流圖片，瓦倫西亞大學(xué)天文學(xué)和天體物理學(xué)學(xué)院以及天文觀測臺在天體物理學(xué)方面的研究尤為引入注目。 IC310屬于活躍星系類型，2009年費(fèi)米空間望遠(yuǎn)鏡和MAGIC望遠(yuǎn)鏡監(jiān)測到該天體的伽馬輻射。至于如此快速的亮度變化是如何實(shí)現(xiàn)的，天文學(xué)家提出解釋稱IC310中央的黑洞核心處于快速旋轉(zhuǎn)的過程，且周圍被強(qiáng)大的磁場營地所包圍，“我們相信黑洞的極地地區(qū)存在巨大的電場，后者能夠

4、以相對速度加速基本粒子，這種方式使得它們在與其它低能量粒子發(fā)生相互作用時(shí)，能夠產(chǎn)生高能量的伽馬射線，” 羅斯解釋道。他還補(bǔ)充表示：“我們將這個(gè)過程設(shè)想為一場猛烈的電風(fēng)暴。 事實(shí)上， 每隔幾分鐘就有一個(gè)電荷產(chǎn)生，它將對太陽系的區(qū)域產(chǎn)生影響。因此，粒子以接近光速的速率隨著氣流一起被高速噴射出來，它們或可能被減速、中止、再加速并最終從星系本身分離出來。羅斯提到如果被觀察的黑洞既具有較高能量（伽馬射線）又位于干擾量度甚長基線干涉儀網(wǎng)絡(luò)可觀察到的范圍內(nèi)，（那么）“我們將能夠獲得靠近該黑洞的區(qū)域的獨(dú)特信息。MAGIC和EVN的觀測指出了在黑洞直接環(huán)境里形成氣流的機(jī)制； 這兩項(xiàng)設(shè)備的高質(zhì)量使得這一發(fā)現(xiàn)變?yōu)?/p>

5、可能?！? 瓦倫西亞大學(xué)天文觀測臺的主任何塞·卡羅斯·吉拉多強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的重要性，（這是）“研究不同波長、伽馬射線（MAGIC）和無線電波（歐洲甚長基線干涉儀網(wǎng)絡(luò)）的設(shè)備之間高效協(xié)同的產(chǎn)物?！蓖瑯拥?，他強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)反映了天文觀測臺里大量專家從理論領(lǐng)域和觀測領(lǐng)域?qū)诙催M(jìn)行持續(xù)不懈的研究，他們才是這些前沿的無線電天文學(xué)儀器設(shè)備的常規(guī)用戶。 歐洲甚長基線干涉儀網(wǎng)絡(luò)是一項(xiàng)來自好幾個(gè)歐洲國家、中國、南非、波多黎各和其它國家的射電望遠(yuǎn)鏡合作。MAGIC望遠(yuǎn)鏡位于拉帕爾馬島羅奎克德羅斯穆察克斯天文臺，它包含兩個(gè)直徑為17米的望遠(yuǎn)鏡，能夠接收到能量介于250億電子伏至50萬億電子伏的宇宙伽馬射線。這些伽馬射線在進(jìn)入大氣層時(shí)會發(fā)生粒子雪崩并產(chǎn)生名為契倫科夫輻射的藍(lán)色輝光，通過它MAGIC望遠(yuǎn)鏡可以研究銀河系內(nèi)和系外的天體。 愛德華多·羅斯是瓦倫西亞大學(xué)的一名終生講師，目前就職于馬克斯普朗克射電天文學(xué)研究所。他的研究領(lǐng)域主要集中在利用高能量無線電磁和天文學(xué)方法研究星系活躍星核以及其它致密天體。