利用大爆炸余辉发现的远方黑洞喷流

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-06 17:39:58 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:1181次 ]

原文标题:Glow from the Big Bang Allows Discovery of Distant Black Hole Jet

作者:Molly Porter, Megan Watzke   原文来自:NASA   Posted: 2016. 2. 16

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

天文学家使用NASA的钱德拉X射线天文台发现,一道来自很远之外的特大质量黑洞的喷流正在被宇宙中最古老的光线照亮。这一发现说明,在大爆炸后最初的数十亿年内,拥有强劲喷流的黑洞可能要比先前认为的更加普遍。

我们探测到的喷流辐射是在宇宙年龄只有27亿年时发出的,这一数字相当于宇宙当前年龄的五分之一。在这一时期,大爆炸残存下的宇宙微波背景辐射(CMB)强度要比今天强得多。

这个名为B3 0727+409的系统的喷流长度至少是30万光年。人们曾在近域宇宙中发现了很多特大质量黑洞发出的长喷流,但是这些喷流发出X射线辐射的机制仍旧是争议话题。在B3 0727+409中,看上去CMB的能量正在被提升到X射线能段。

与类星体B3 0727+409成协的延展X射线喷流。说明文字请点击(图片提供:X射线:NASA/CXC/ISAS/A. Simionescu et al;可见光:DSS)

研究的领导者、来自日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)的奥罗拉·西米奥内斯库(Aurora Simionescu)说:“由于我们看到的是喷流在宇宙年龄不足30亿年时的情况,喷流在X射线能段的亮度要比邻近宇宙中的情况亮150倍左右。”

当喷流中的电子以接近光速的速度从黑洞飞出时,它们会穿过CMB辐射的海洋,并与微波光子相撞,将能量提升到钱德拉探测到的X射线能段。这说明,B3 0727+409喷流中的电子在数十万光年的距离上,必须要保持以接近光速的速度运动。

黑洞喷流内的电子会在射电波段发出强烈的辐射,因此通常通过射电观测可以发现这样的系统。B3 0727+409喷流发现的特殊之处是,到现在为止,我们还几乎没有探测到来自这个天体的射电信号,不过它在X射线图像中轻松可见。

来自波兰亚杰罗尼亚(Jagiellonian)大学的合作者卢卡斯·斯塔瓦兹(Lukasz Stawarz)解释道:“我们实际上是在这道非凡的喷流上绊了一跤,原因是当我们使用钱德拉来观测其他东西时,它恰好出现在了视场中。”

到现在为止,科学家只辨认出了很少的几道距离足够远的喷流,它们的X射线亮度可以像B3 0727+409系统这样得到CMB的显著放大。不过斯塔瓦兹补充说:“如果明亮的X射线喷流可以与非常暗淡或探测不到的射电对应体共存,这意味着由于我们还没有对它们进行系统性的搜寻,宇宙中可能还存在大量这样的系统。”

来自华盛顿特区海军研究实验室的合作者泰迪·张(Teddy Cheung)说:“在早期宇宙中,特大质量黑洞的活动,包括喷流的发射,可能会与后来的情况存在很大不同。通过发现并研究更多遥远的喷流,我们可以开始了解特大质量黑洞在数十亿年里性质是如何改变的。”

这些结果发表在2016年1月1日的《天体物理学报通信》杂志上,可以在线阅读。阿拉巴马州亨茨维尔市(Huntsville)的NASA马歇尔太空飞行中心为华盛顿的NASA科学任务理事会管理着钱德拉计划。位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛-史密松天体物理天文台控制着钱德拉的科学和飞行操作。

点击阅读更多关于NASA钱德拉X射线天文台的信息。更多关于钱德拉的图像、多媒体以及相关资料请访问:http://www.nasa.gov/chandra

(全文完)

Tags:黑洞 喷流 宇宙微波背景

责任编辑:Melipal

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.