天文學家使用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 對銀河系中心超大質量黑洞人馬座 A* 的耀斑進行了新觀察。這些觀測的新模型可以幫助科學家了解黑洞如何發出這些耀斑。並揭示了磁場在塑造這些宇宙泰坦周圍物質中的作用。
該團隊包括來自波恩馬克斯·普朗克射電天文研究所的塞巴斯蒂亞諾·馮·費倫伯格。德國註意到閃爍的光 射手座A* (Sgr A*) 首次處於中紅外模式。以前經常在近紅外和其他波長的光中看到耀斑,每個耀斑對同一耀斑都有不同的視角。這是因為發生的所有變化 黑洞 耀斑在釋放後和消失前不包含任何不同波長的光。因此,不同波長耀斑的觀測尚不清楚。這有助於更好地了解黑洞發出耀斑的機制及其發展的時間。
“中紅外數據令人興奮。通過新的 JWST 數據,我們已經能夠縮小無線電和近紅外系統之間的差距,這曾經是 Sgr A* 頻譜中的‘差距’,”馮·費倫伯格告訴 Space.com。一方面,我們的中紅外耀斑看起來像普通的近紅外耀斑,所以我們現在知道耀斑也會發生在中紅外模式下。這並不是微不足道的,例如,無線電波的變化看起來非常不同。我們在光變曲線中沒有看到任何明顯的耀斑狀峰值。 ”
“同時,”馮·費倫伯格繼續說道。 “結果還在繼續。”
他解釋說,該團隊第一次能夠使用一台儀器同時觀察四種不同波長的光源。這使他們能夠測量稱為中紅外光譜指數的東西。
進入黑洞底部,閃爍
黑洞最著名的特徵之一是它們被所謂的外部區域包圍。黑洞的引力影響如此之大,以至於即使是光也無法以足夠快的速度逃脫它的控制。並單程前往黑洞 獨立 它位於心臟,這意味著黑洞不會發射光或電磁輻射。
公平地說,這可能會讓研究人馬座 A* 有點奇怪,人馬座 A* 是一個質量相當於 400 萬個太陽以上的黑洞,涵蓋所有電磁輻射波長。
然而,我們銀河系中心的超大質量黑洞經常發出耀斑。這些“打嗝”的原因尚不清楚。但對超大質量黑洞的模擬表明,它們可能是周圍磁場相互作用的結果。當磁力線相互接觸連接時,會釋放出巨大的能量。它是一種副產品,它會發出一種稱為輻射的輻射。 “同步輻射”
事實上,人馬座 A* 耀斑的中紅外光譜指數在整個爆炸過程中都會發生變化,這使得研究小組意識到人馬座 A* 周圍正在發生一種稱為“同步加速器冷卻”的現象。當高速電子通過發射上述同步加速器輻射而損失能量時,就會發生同步加速器冷卻。這種能量為觀察到的中紅外發射提供動力。
“在缺乏多頻觀測的情況下,高靈敏度的這種預期行為的存在之前尚未得到證實,”馮·費倫伯格說。 “這一點的偉大之處在於,由於冷卻速度,冷卻時間水平取決於磁場的強度,現在我們可以針對給定的耀斑進行測量。”
研究人員解釋說,雖然可以用近紅外耀斑測量磁場強度,但這些測量不允許科學家獨立於其他參數進行測量,例如發射區域的電子總數。
“這種確定磁場強度的新方法非常有用。這對於 Sgr A* 的低約束理論模型非常有用,因為磁場強度非常重要。”
科學家們解釋說,如果沒有 JWST,特別是中紅外儀器 (MIRI) 中分辨率光譜儀 (MRS) 的操作模式,這些觀測結果是不可能實現的。
“為了在中紅外範圍內實現高感光度,我們需要進入太空。這是因為大氣層嚴重干擾了該波長范圍內的地面觀測,”馮·費倫伯格說。 “此外,MIRI/MRS 儀器是第一個為 Sgr A* 提供寬波長覆蓋範圍的儀器,這是測量光譜指數的先決條件。所以這確實是雙重打擊!”









