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一個國際科學家小組發現了證明大質量黑洞被一個面包圈狀的雲圍繞著的新證據。
利用歐空局的兩個軌道天文台INTEGRAL和XMM-Newton,科學家從側面觀測了這個面包圈,即所謂環面,看到了以前從未揭示過的特征。憑借被反射或完全吸收的光能推測環面結構和到黑洞的距離,但環面是由什麼構成的還不清楚。
這個環面使天文學家找到了研究黑洞現象的一個完全新的視角,在大多數星系的核心都有特大質量黑洞,包括銀河系,這種黑洞的個頭不如太陽系大,卻含有幾百萬到幾十億個太陽質量。這些黑洞似乎被一個熱的,很薄的吸積氣體盤圍繞著,再往外,還有一個厚的面包圈狀的環面。天文學家經常看到的是正面的或相對地球有一個小角度的黑洞,因此,這個暗的、遮蔽環面使他們無法對熱的吸積盤加以研究。該小組第一次直接在視線方向觀測了一個帶有環面的黑洞,XMM和INTEGRAL探測到的X射線和γ射線光有一部分穿透這個環面,提供了關于黑洞、吸積盤和環面三者之間關系的有價值的信息。科學家們觀測了旋渦星系NGC4388里的一個黑洞,該星系位于室女座,距地球6500萬光年。這個星系是賽弗特2,屬于核心黑洞。用光學望遠鏡觀測,賽弗特2星系通常很模糊。環面模型是一種解釋,另一種理論是不知何種原因,中心黑洞不積極吸積氣體,所以很暗(吸積產生能量或光)。NGC4388比較近,所以比較亮,容易觀測。
新觀測從幾個方面支持環面模型。接近黑洞的吸積盤里的氣體朝著巨洞行進時速度和溫度都很高(達到一億度)。氣體主要在高能,即X射線波段輻射。這種光由于是在黑洞的邊緣,所以能逃逸,最終與環面里的物質發生踫撞。它的一部分被吸收;一部分在不同的波段被反射,只有高能γ射線能穿透。
該小組看到黑洞周圍產生不同波長的光的種種過程。譬如,一些接近黑洞產生的γ射線被環面里的鐵原子吸收,並且以較低的能量再發射。同時,由于視線朝著NGC4388,他們了解到鐵來自像吸積盤這樣的平面之上的一個環面,並非來自吸積盤上下的氣體雲。
低能X射線輻射似乎構成了遠離黑洞的一種彌漫輻射。高能X射線直接與黑洞活動相關。環面本身離黑洞大約幾百光年。目前還不能測量環面的直徑。一些科學家說離吸積盤越近,環面的形狀越完整,越遠則形狀越難以保持。 |