隐匿在宇宙后院中的黑洞

[ 录入者:Melipal | 时间:2017-01-09 21:53:17 | 作者:Melipal 译 | 来源:NASA | 浏览:1442次 ]

原文标题:Black Holes Hide in Our Cosmic Backyard

作者:Elizabeth Landau   原文来自:NASA   Posted: 2017. 1. 8

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

巨型黑洞通常都隐匿在气体和尘埃背后,使得望远镜难以窥探。但是当黑洞吞噬的物质发出让NASA的NuSTAR(核分光望远镜阵)卫星可以探测到的高能X射线辐射时,它们就会暴露自己。这也是NuSTAR最近在邻近星系的中央辨认出了两个被气体包裹的特大质量黑洞的方法。

图中可见NGC 1448,该星系拥有一个隐藏在气体和尘埃中的活动星系核。大图与说明文字请点击(图片提供:Carnegie-Irvine Galaxy Survey/NASA/JPL-Caltech)

来自英国达拉谟(Durham)大学的研究生艾迪·安努尔(Ady Annuar)说:“这两个黑洞距离银河系相对较近,但直到现在,它们都还隐匿着。这就好像是藏在床底的巨兽一样。”安努尔在德克萨斯州格雷普韦恩市(Grapevine)召开的美国天文学会会议上公布了这些结果。

这两个黑洞都是天文学家称作“活动星系核”的天体的中心能源。活动星系核是一类极其明亮的天体,包括类星体和耀变体。星系核的指向以及周围物质的类型让它们在望远镜中看上去差异甚远。

活动星系核极其明亮,原因是黑洞周围区域中的粒子会变得非常热,并发出遍及整个电磁波谱的辐射,从低能射电波到高能X射线一应俱全。然而大多数活动星系核据信是由一个面包圈状的浓厚气体尘埃环所围绕的,圈环遮掩了星系核的中心区域,让我们看不到它。NuSTAR最近研究的这两个活动星系核都是侧面朝向我们的。这意味着我们的望远镜看不到明亮的中心区域,而大体上只能看到面包圈形不透明物质层反射的X射线。

这个名叫IC 3639的星系也拥有一个被遮掩的特大质量黑洞。大图与说明文字请点击(图片提供:ESO/NASA/JPL-Caltech/STScI)

来自英国南安普敦(Southampton)大学的研究生彼得·玻尔曼(Peter Boorman)说:“我们在阴天的时候看不到太阳,类似地,由于中心能源周围存在着这样的气体和尘埃,我们无法直接了解活动星系核本身有多么的明亮。”

玻尔曼领导了针对活动星系IC 3639的研究。这个星系位于1.7亿光年之外。研究者分析了NuSTAR对该天体的观测数据,并将其与NASA的钱德拉X射线天文台与日本领导的朱雀卫星先前进行的观测作了对比。NuSTAR对高能X射线较其他卫星更为敏感,它的观测证实了IC 3639作为活动星系核的本性。NuSTAR还第一次精确测量了遮掩IC 3639中心能源的物质数量,让研究者确定出这个隐匿的巨兽究竟有多么明亮。

更让人惊讶的是安努尔关注的旋涡星系NGC 1448。2009年,人们才在它的核心区域发现了黑洞,但这个黑洞却是身居距离银河系最近的一个大型星系中。天文学家所说的“近”是指,NGC 1448距离地球只有3800万光年(1光年大约相当于6万亿英里)。

安努尔的研究发现,这个星系也拥有浓厚的气体层,将黑洞隐藏了起来,而这些气体可能也是一个面包圈状区域的一部分。NuSTAR与钱德拉观测到了来自NGC 1448的X射线辐射,并第一次说明星系中必然存在一层厚厚的气体和尘埃遮掩了活跃的黑洞,这与IC 3639类似。

研究者还发现,NGC 1448中年轻(年龄只有500万年)恒星的族群很庞大,这说明星系产生新生恒星的时间大致与黑洞开始吸积气体和尘埃相同。研究者使用欧洲南方天文台的新技术望远镜拍摄了NGC 1448的光学影像,辨认出了黑洞在星系中所处的位置。黑洞的位置是难以确定的,原因是星系中心挤满了恒星。大型光学和射电望远镜可以帮助人们辨认出黑洞周围的辐射,因此天文学家可以断定出黑洞的位置,并拼起黑洞生长的故事。

来自加州帕萨迪那(Pasadena)NASA喷气推进实验室的NuSTAR任务科学家丹尼尔·斯特恩(Daniel Stern)说:“我们很兴奋地使用NuSTAR的能力获得了宇宙巨兽重要而独特的信息,这些巨兽甚至就位于我们的宇宙后院中,在这里我们可以对其进行详尽的研究。“

NuSTAR是由帕萨迪那加州理工学院主持的小型探索者卫星,由JPL为华盛顿的NASA科学任务理事会管理。NuSTAR是与丹麦理工大学和意大利空间局(ASI)合作研制的,卫星由弗吉尼亚州杜勒斯(Dulles)的轨道科学公司建造。NuSTAR的任务运营中心设在加州大学伯克利分校,官方数据存档保存在NASA的高能天体物理科学档案研究中心。ASI为任务提供了地面站与镜像数据存档服务。加州理工学院为NASA管理着JPL。

更多关于NuSTAR的信息请访问:http://www.nasa.gov/nustarhttp://www.nustar.caltech.edu/

(全文完)

Tags:大质量黑洞 活动星系核

责任编辑:Melipal

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