美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡發現黑洞光束促進了恒星爆發 _美國

這是一個藝術家的概念，俯視巨型橢圓星系M87的核心。一個超大質量黑洞噴射出3000光年長的等離子體射流，以接近光速的速度行進。在前景中，右邊是一個雙星系統。該系統遠離黑洞，但在噴流附近。在該系統中，一顆老化、膨脹的正常恒星將氫氣泄漏到一顆燒毀的白矮星伴星上。當氫在矮星表面積累時，它會達到一個臨界點，像氫彈一樣爆炸。諾瓦經常出現在由1萬億顆恒星組成的巨大星系中，但那些靠近噴流的恒星似乎更頻繁地爆炸。到目前為止，人們還不知道為什么黑洞噴流會提高新星爆發的速度。圖片：美國國家航空航天局、歐洲航天局、約瑟夫·奧姆斯特德（STScI）
據美國宇航局：天文學家使用美國宇航局的哈勃太空望遠鏡發現，來自一個巨大星系核心超大質量黑洞的噴燈狀射流似乎會導致恒星沿著其軌道爆發。這些被稱為新星的恒星沒有被困在噴氣式飛機內，但顯然位于附近的一個危險區域。
這一發現讓尋找解釋的研究人員感到困惑。“我們不知道發生了什么，但這是一個非常令人興奮的發現，”斯坦福大學的Alec Lessing說，他是發表在《天體物理學雜志》上的論文的主要作者。“這意味著我們對黑洞噴流如何與周圍環境相互作用的理解中缺少了一些東西。”
一顆新星在雙星系統中爆發，在這個系統中，一顆老化、膨脹的正常恒星將氫氣泄漏到一顆燒毀的白矮星伴星上。當矮星吸收了一英里深的表層氫時，這層氫就會像巨大的核彈一樣爆炸。白矮星不會被新星爆發摧毀，新星爆發會噴出其表層，然后再從伴星身上吸取燃料，新星爆發循環再次開始。
在調查期間，哈勃望遠鏡發現，在噴流附近發生的新星數量是銀河系其他地方的兩倍。噴氣式飛機是由一個65億太陽質量的中心黑洞發射的，該黑洞被一個旋轉的物質盤包圍。黑洞充滿了墜落的物質，發射出一股3000光年長的等離子體射流，以接近光速的速度在太空中燃燒。任何被高能束捕獲的東西都會發出嘶嘶聲。但根據哈勃望遠鏡的新發現，靠近其灼熱的外流顯然也是有風險的。

哈勃太空望遠鏡拍攝的巨型星系M87的圖像顯示，該星系65億太陽質量的中心黑洞噴出了3000光年長的等離子體射流。噴燈般的噴射物似乎會導致恒星沿著其軌道爆發。這些新星沒有被困在飛機內，但顯然在附近的一個危險社區。在最近一次為期9個月的調查中，天文學家使用哈勃望遠鏡發現，這些新星在噴氣式飛機附近的數量是銀河系其他地方的兩倍。銀河系是數萬億顆恒星和數千個類恒星球狀星團的家園。圖片：美國國家航空航天局、歐洲航天局、STScI、亞歷克·萊辛（斯坦福大學）、邁克·沙拉（AMNH）；致謝：愛德華·巴爾茨（斯坦福大學）；圖像處理：Joseph DePasquale（STScI）
在噴流附近發現兩倍多的新星，這意味著噴流附近形成新星的雙星系統是噴流附近的兩倍，或者這些系統的爆發頻率是銀河系其他地方類似系統的兩倍。
萊辛說：“噴氣式飛機對游蕩在周圍的恒星系統產生了影響。也許噴氣式飛機不知怎么把氫燃料鏟到了白矮星上，導致它們更頻繁地爆發。” 。“但目前尚不清楚這是否是一種物理推動。這可能是射流發出的光的壓力的影響。當你更快地輸送氫氣時，你會更快地爆發。可能是射流附近白矮星的傳質速率加倍了。”研究人員考慮的另一個想法是，射流正在加熱矮星的伴星，導致它進一步溢出并向矮星傾倒更多的氫氣。然而，研究人員計算出，這種加熱遠不足以產生這種效果。
紐約市美國自然歷史博物館的聯合研究員邁克爾·沙拉說：“我們不是第一個說M87噴氣式飛機周圍似乎有更多活動的人。” 。“但是哈勃已經用比以往更多的例子和統計意義展示了這種增強的活動。”
1990年哈勃太空望遠鏡發射后不久，天文學家使用其第一代昏暗物體相機（FOC）窺視了M87的中心，那里潛伏著怪物黑洞。他們注意到黑洞周圍發生了不尋常的事情。幾乎每次哈勃望遠鏡觀測時，天文學家都會看到藍色的“瞬態事件”，這可能是新星像附近狗仔隊的相機閃光燈一樣突然出現的證據。但是FOC的視野太窄了，哈勃天文學家無法將目光從噴流上移開，與近噴流區域進行比較。二十多年來，這些結果仍然神秘而誘人。
哈勃望遠鏡用更新、更寬視野的相機對爆發的新星進行了為期九個月的觀測，收集了噴氣式飛機對宿主星系恒星影響的有力證據。這對望遠鏡的觀測計劃來說是一個挑戰，因為它需要每五天精確地重新訪問M87一次，以獲得另一張快照。將所有M87圖像加起來，得到了迄今為止拍攝的M87最深的圖像。
哈勃在其相機可以覆蓋的M87的三分之一中發現了94顆新星。Shara說：“噴氣式飛機并不是我們唯一關注的東西，我們關注的是整個內部星系。一旦你在M87上繪制了所有已知的新星，你就不需要統計數據來說服自己，噴氣式飛機上有過多的新星。這不是火箭科學。我們只是通過查看圖像才發現這一點。雖然我們真的很驚訝，但我們對數據的統計分析證實了我們清楚地看到的情況。” 。
這一成就完全歸功于哈勃望遠鏡的獨特能力。地面望遠鏡圖像無法清晰地看到M87深處的新星。他們無法分辨星系核心附近的恒星或恒星爆發，因為黑洞的周圍太亮了。只有哈勃能在明亮的M87背景下探測到新星。
諾瓦在宇宙中非常常見。每天都有一顆新星在M87的某個地方爆發。但是，由于整個可見宇宙中至少有1000億個星系，因此每秒大約有100萬個新星在某個地方爆發。
哈勃太空望遠鏡已經運行了三十多年，并繼續取得突破性的發現，這些發現塑造了我們對宇宙的基本理解。哈勃是美國國家航空航天局和歐洲航天局（ESA）之間的國際合作項目。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心負責管理望遠鏡和任務操作。位于科羅拉多州丹佛市的洛克希德·馬丁航天公司也支持戈達德的任務操作。馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所由天文學研究大學協會運營，為美國國家航空航天局進行哈勃科學操作。