據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》報(bào)道,日前一個(gè)國(guó)際研究小組的天文學(xué)家首次觀測(cè)到旋繞在巨大的黑洞周?chē)茻岬奈e盤(pán)(accretion disc),這一發(fā)現(xiàn)也增大了對(duì)目前類(lèi)星體的科學(xué)解釋的可信性。 類(lèi)星體是一種光度極高、距離極遠(yuǎn)的奇異天體。越來(lái)越多的證據(jù)顯示,類(lèi)星體實(shí)際是一類(lèi)活動(dòng)星系核(AGN)。而普遍認(rèn)可的一種活動(dòng)星系核模型認(rèn)為,在星系的核心位置有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,在黑洞的強(qiáng)大引力作用下,附近的塵埃、氣體以及一部分恒星物質(zhì)圍繞在黑洞周?chē)?,形成了一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的巨大的吸積盤(pán)。在吸積盤(pán)內(nèi)側(cè)靠近黑洞視界的地方,物質(zhì)掉入黑洞里,伴隨著巨大的能量輻射,形成了物質(zhì)噴流。而強(qiáng)大的磁場(chǎng)又約束著這些物質(zhì)噴流,使它們只能夠沿著磁軸的方向,通常是與吸積盤(pán)平面相垂直的方向高速?lài)姵?。如果這些噴流剛好對(duì)著觀察者,就能觀測(cè)到類(lèi)星體。 該國(guó)際研究小組的領(lǐng)導(dǎo)人是德國(guó)柏林前西德科學(xué)院(Max-Plank Institute)專(zhuān)門(mén)研究射電天文學(xué)的Makoto Kishimoto。小組成員還包括來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)的物理學(xué)教授羅伯特.安托努奇(Robert Antonucci)和奧馬爾.布萊斯(Omer Blaes)等,可謂人才濟(jì)濟(jì)。通過(guò)研究,他們首先找到了觀測(cè)黑洞周?chē)奈e盤(pán)的方法,并首次觀測(cè)到了這些旋繞在黑洞周?chē)淖茻嵛镔|(zhì)。而研究人員通過(guò)電磁頻譜儀測(cè)量到吸積盤(pán)發(fā)出的光線(xiàn)的結(jié)果也與他們長(zhǎng)期以來(lái)的猜測(cè)相吻合。Makoto Kishimoto 說(shuō):“經(jīng)過(guò)數(shù)十年的爭(zhēng)論,我們最終找到了足夠讓人信服的證據(jù)證明之前猜想的“吸積盤(pán)”是的確存在的。” 羅伯特.安托努奇和奧馬爾.布萊斯使用偏光過(guò)濾器將吸積盤(pán)所放射出的光線(xiàn)與黑洞附近其他物質(zhì)所發(fā)出的光線(xiàn)進(jìn)行了分離。安托努奇稱(chēng)贊這一工作大大增加了人們接受解釋類(lèi)星體的各種證據(jù)的可能性。 目前天文學(xué)家提出了許多關(guān)于類(lèi)星體的能量來(lái)源和產(chǎn)生光亮等物理過(guò)程的假說(shuō),而安托努奇認(rèn)為最具吸引力的是:物質(zhì)掉落到巨大黑洞附近,并隨吸積盤(pán)旋繞在黑洞周?chē)?,并向黑洞視界(event horizon),即標(biāo)志著黑洞邊界的地方移動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中,摩擦使得該物質(zhì)迅速升溫達(dá)數(shù)百萬(wàn)度,并釋放出高能輻射,產(chǎn)生了各種波長(zhǎng)的光,包括 ,可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)。最終,該物質(zhì)被黑洞吞噬,從而增加了黑洞的質(zhì)量。 “如果這一過(guò)程是真實(shí)的,我們則可以根據(jù)物理定律預(yù)測(cè)類(lèi)星體的電磁波譜應(yīng)該是什么樣的。”但一直到現(xiàn)在檢測(cè)該解釋的真實(shí)性才成為可能,因?yàn)樘煳膶W(xué)家已經(jīng)能區(qū)分由吸積盤(pán)所放射出的光線(xiàn)和其他的塵埃粒子及電離氣體所放射出的光線(xiàn)的不同。 研究人員在英國(guó)紅外天文望遠(yuǎn)鏡(United Kingdom Infrared Telescope)上安裝了偏光過(guò)濾器,通過(guò)對(duì)其他的光線(xiàn)進(jìn)行過(guò)濾,他們能夠單獨(dú)測(cè)量吸積盤(pán)發(fā)出光線(xiàn)的頻譜。而測(cè)量的結(jié)果顯示與他們之前預(yù)測(cè)的十分吻合。研究人員同樣還通過(guò)甚大望遠(yuǎn)鏡(Very Large Telescope)的光偏振分析器搜集了大量的數(shù)據(jù)(甚大望遠(yuǎn)鏡是歐洲南方天文臺(tái)在智利建造的大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡)。 其實(shí),偏光過(guò)濾器能實(shí)現(xiàn)其作用的原因在于直射光能被過(guò)濾掉。雖然吸積盤(pán)產(chǎn)生的直射光和周?chē)膲m埃粒子以及電離氣體產(chǎn)生的一樣,但是,有一小部分吸積盤(pán)發(fā)射的光線(xiàn),即研究人員想要研究的那部分,卻由于受到位于黑洞附近的氣體的反射而變成了偏振光。 安托努奇說(shuō):“因此,如果我們的計(jì)劃只針對(duì)偏振光,那么通過(guò)偏光過(guò)濾器其他的光線(xiàn)就像不存在一樣,我們能真正觀測(cè)到吸積盤(pán)所發(fā)出光線(xiàn)的頻譜。有了這些頻譜數(shù)據(jù),我們能更好地了解黑洞如何吞噬別的物質(zhì)并逐漸擴(kuò)大?!? 他還指出研究諸如類(lèi)星體等閃亮天體的頻譜為天文學(xué)家了解其性質(zhì)和運(yùn)行過(guò)程提供了巨大的幫助,并讓他們搜集到了驚人數(shù)量的珍貴信息。安托努奇說(shuō):“雖然我們對(duì)吸積盤(pán)運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程的了解仍很有限,但至少現(xiàn)在我們能對(duì)將來(lái)有更豐富的發(fā)現(xiàn)充滿(mǎn)信心?!?網(wǎng)易探索) |