引力透镜发现最快自旋黑洞

国内新闻 阅读(1973)

NASA Chinese 2010.1.10我想分享

通过引力透镜,来自每个类星体的光产生许多图像。

图片来源: NASA/CXC/Univ。俄克拉荷马州/X.戴等人

就像海洋中的漩涡一样,宇宙中旋转的黑洞在它们周围形成一股“洪流”。不同之处在于黑洞会将气体尘埃盘加热到数亿度,并发出高能X射线。

利用美国宇航局钱德拉X射线天文台的数据和一些星系的重合,天文学家使用“引力透镜”来测量五个超大质量黑洞的旋转。围绕一个黑洞的材料的旋转速度大于光速的约70%。

引力透镜是一种自然现象。正如爱因斯坦预测的那样,一个巨大的物体(如大星系)会弯曲周围的空间和时间。当它位于我们与观察目标之间时,其强烈的引力会使来自目标的光线弯曲,从而放大并产生多个目标的图像。

在这项新研究中,天文学家使用钱德拉和引力透镜研究了六个类星体,每个类星体都有一个超大质量黑洞,可以“吞噬”周围的吸积盘。通过这些“介入”透镜星系,来自每个类星体的光通过引力透镜产生多个图像。得益于Chandra卓越的成像能力,这些镜头图像是分开的。

研究人员在这项研究中取得的关键进步是他们使用“微透镜”:透镜星系中的恒星提供额外的放大倍数。更高的放大率意味着产生X射线的区域实际上更小。

旋转的黑洞在其周围拖动空间,使得黑洞周围的材料轨道比不旋转的黑洞更小。使用此功能,作者从他们的微透镜分析中得出结论,紧密轨道对应于旋转速度更快的较小X射线发射区域。

结果表明,有一个叫做爱因斯坦十字架的类星体,其中黑洞以最大速率旋转。该极限对应于事件视界,即黑洞的“非归位点”,其以光速旋转,大约每小时十平方米。观测目标中其他四个黑洞的平均值约为最大速率的一半,最后一个目标没有速度估计值。

“爱因斯坦十字架”的X射线来自吸积盘的一部分,其小于事件视界面积的2.5倍。对于其他四个类星体,X射线来自事件视界大小的四到五倍。

为什么这些黑洞转得这么快?研究人员认为,数十亿年来,这些超大质量黑洞很可能从类似旋转方向的吸积盘而不是随机方向积聚材料。就像推动旋转木马一样,黑洞在积聚物质的过程中继续加速。

钱德拉检测到的X射线是由吸积盘上数百万度的日冕产生的。这些X射线在吸积盘的内边缘反射。黑洞附近的强重力引起反射的X射线光谱(X射线光谱,这是不同能量X射线的分布。在这项研究中,在X射线光谱中看到的大量失真意味着磁盘的内边缘必须靠近黑洞,这进一步证明它们必须快速旋转。

观测到的类星体离地球约88亿至109亿光年,黑洞的质量是太阳的1.6亿至5亿倍。结果是钱德拉引力透镜最长的观察引力透镜,总曝光时间在1.7到5.4天之间。研究结果于7月2日《天体物理学杂志》发布,可在线获取。

更多图片,多媒体和相关材料来自Chandra,

请访问:

参考

收集报告投诉

通过引力透镜,来自每个类星体的光产生许多图像。

图片来源: NASA/CXC/Univ。俄克拉荷马州/X.戴等人

就像海洋中的漩涡一样,宇宙中旋转的黑洞在它们周围形成一股“洪流”。不同之处在于黑洞会将气体尘埃盘加热到数亿度,并发出高能X射线。

利用美国宇航局钱德拉X射线天文台的数据和一些星系的重合,天文学家使用“引力透镜”来测量五个超大质量黑洞的旋转。围绕一个黑洞的材料的旋转速度大于光速的约70%。

引力透镜是一种自然现象。正如爱因斯坦预测的那样,一个巨大的物体(如大星系)会弯曲周围的空间和时间。当它位于我们与观察目标之间时,其强烈的引力会使来自目标的光线弯曲,从而放大并产生多个目标的图像。

在这项新的研究中,天文学家使用钱德拉和引力透镜来研究六个类星体,每个类星体的质量中都有一个超大质量的黑洞,“吞下”周围的吸积盘。通过这些“干涉”透镜星系,来自每个类星体的光通过引力透镜产生多个图像。由于钱德拉优越的成像能力,这些镜头图像是分开的。

研究人员在这项研究中取得的关键进展是他们使用了“微透镜”:透镜星系中的恒星提供了额外的放大率。更高的放大率意味着产生X射线的区域实际上更小。

旋转的黑洞拖动它周围的空间,使得围绕黑洞的物质轨迹比不旋转的黑洞更小。利用这一特征,作者从他们的微透镜分析得出结论,紧密的轨道对应于旋转更快的较小的X射线发射区域。

结果表明,存在一个叫做爱因斯坦十字的类星体,在这个类星体中,黑洞以可能的最大速率旋转。这个极限对应于视界,即黑洞的“非归位点”,它以光速旋转,大约每小时10平方米。观测目标中其他四个黑洞的平均值约为最大速率的一半,最后一个目标没有速度估计。

“爱因斯坦十字”的X射线来自吸积盘的一部分,该部分小于事件视界面积的2.5倍。对于其他四个类星体,X射线来自一个面积为视界4到5倍的区域。

为什么这些黑洞转得这么快?研究人员认为,在数十亿年的时间里,这些超大质量的黑洞很可能从类似旋转方向而非随机方向的吸积盘中聚集物质。就像推动旋转木马一样,黑洞在积累物质的过程中继续加速。

钱德拉检测到的X射线是由吸积盘上数百万度的日冕产生的。这些X射线在吸积盘的内边缘反射。黑洞附近的强重力引起反射的X射线光谱(X射线光谱,这是不同能量X射线的分布。在这项研究中,在X射线光谱中看到的大量失真意味着磁盘的内边缘必须靠近黑洞,这进一步证明它们必须快速旋转。

观测到的类星体离地球约88亿至109亿光年,黑洞的质量是太阳的1.6亿至5亿倍。结果是钱德拉引力透镜最长的观察引力透镜,总曝光时间在1.7到5.4天之间。研究结果于7月2日《天体物理学杂志》发布,可在线获取。

更多图片,多媒体和相关材料来自Chandra,

请访问:

参考