黑洞没有生命,但事实证明它们有一颗跳动的心脏——如果它们消耗大量的气体的话。新的研究发现了心脏的工作原理。
什么时候 黑洞 黑洞存在于双星系统中——与另一颗恒星共享轨道——并且可以从恒星伴星中吸取气体。当这种情况发生时,气体被压缩并加热到令人难以置信的高温,在此过程中发出大量的 X 射线辐射。通过这个过程,天文学家首次在著名的案例中识别出了黑洞 天鹅座 X-1,我们天空中最明亮的 X 射线源之一。
在这种可能持续数千年甚至数百万年的剧烈发酵过程中,有时可能会发生大规模爆炸。这是突然点火 X光检查 大量材料一次性快速消耗的结果。
多年来,天文学家研究了许多此类耀斑,但对这些耀斑的详细观察有时会揭示出奇怪的行为。除了整体耀斑之外,还有一点变化,即纳入耀斑事件的有规律的活动脉冲。天文学家将这些脉冲称为心跳耀斑,因为它们的行为类似于人类心跳的心电图信号,缓慢上升,快速下降,然后恢复正常。
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北京中国科学院粒子天体物理重点实验室的一组天文学家研究了最新的心跳,并在一篇研究论文中描述了可能为其提供燃料的过程。 已发表于预印本数据库arXiv他们已提交工作以在《天体物理学杂志》上发表。
他们研究的辉光源自 IGR J17091-3624,这是一个距离地球 28,000 光年的黑洞。利用中子星内部成分探测器 (NICER) 和核光谱望远镜阵列 (NuSTAR) 在 2022 年拍摄的 X 射线数据,研究小组发现了辉光中存在类似心跳信号的明显证据。通过研究心跳的详细特征,他们得出结论,这些类型的脉冲是由于黑洞周围物质内的相互作用和不稳定性造成的。
当物质落入黑洞时,它不仅被压缩,而且形成一个薄薄的、快速旋转的圆盘。该圆盘的内边缘朝黑洞的事件视界向下倾斜,而圆盘的其余部分则发出 X 射线辐射。这造成了一种高度不稳定的情况,来自圆盘的辐射与黑洞的引力相竞争。
为了产生心跳,圆盘会暂时解体,失去内聚力,并将大量物质送入黑洞。这会释放出大量的辐射,从而引发心跳。然后辐射加热气体,暂时阻止其下落。然后气体在重复该过程之前稳定下来,为另一次心跳铺平道路。
这些心跳信号非常罕见——数百个已知黑洞中只有两个黑洞显示了它们——但研究人员希望进行更多研究,因为它们为黑洞与其环境之间的关系提供了宝贵的见解。
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