超大質量黑洞周圍物理現象的研究方面取得進展 _黑洞

近日,中科院云南天文臺研究員王建成帶領的研究團隊在超大質量黑洞周圍物理現象的研究方面取得進展,他們發現活動星系核的物質傳輸存在奇特現象,并且,其射電核呈負宇宙演化模式。相關成果日前發表于著名刊物The Astrophysical Journal 。
天文觀測和理論推論表明,在每個星系的中心都存在一個超大質量的黑洞。有一類特殊的星系,它們中心的黑洞活動非常劇烈,被稱之為活動星系核。在活動星系核中,黑洞通過強大的引力場,吞噬周圍物質的過程,稱為吸積。而這些物質在被吞噬前聚集在黑洞的周圍形成盤狀的旋轉體,便是吸積盤。黑洞不僅吞噬物質,還會以目前人們不甚知曉的方式從兩極拋出物質,這一過程即為噴流。噴流與吸積是黑洞周圍緊密聯系的重要物理現象,其具體物理細節是天體物理的研究前沿之一,它們主導活動星系核的劇烈活動現象,如物質的噴射和爆發、高能粒子的產生、很寬波段上極強的電磁輻射等。
活動星系核在各個電磁波段的輻射機制和形態各有特點。比如在射電波段,它通過噴流,把中心區域的物質和能量朝兩極傳輸到外圍區域,形成兩個巨大的射電瓣。射電核到射電瓣邊緣的距離,從1kpc到1000kpc不等(kpc為距離單位,比如銀河系的尺寸約為30kpc) 。
射電核區是如何通過噴流把物質傳輸到如此遙遠的區域的,仍是個謎。王建成團隊收集了1000多個射電活動星系核,對它們的射電瓣和射電核進行研究,發現射電核和瓣具有不同的演化模式,表明物質從中心向外傳輸存在奇特現象。另外,他們發現活動星系核的射電核呈負宇宙演化模式,即在活動星系核的早期,它們不容易產生噴流,射電核的射電輻射較弱；然而,研究發現在活動星系核的早期,黑洞周圍氣體物質豐富,吸積效率高。研究人員分析表明：當活動星系核中心的超大質量黑洞大量吸積物質時,它“不愿意”拋射噴流物質,而在低吸積物質情況下,“慷慨地”拋射噴流物質,產生強的射電輻射。
【超大質量黑洞周圍物理現象的研究方面取得進展】
中國科學報王建成