2014 年 11 月,世界各地的望远镜接收到了一个强烈的信号——3亿光年外捕获了一颗路过的恒星并将其撕裂,吞噬其物质。
事件发生后对无线电信号的分析揭示了黑洞的供给速度与其喷发的电磁能射流之间的密切关系。
是宇宙中最强大的力量,但我们对它们知之甚少——很大程度上是因为它们吸收了所有可见光,我们只是无法像观察其他任何东西一样观察它们。
一些黑洞确实发射出以相对论射流形式存在的电磁能——强大的辐射流和粒子以接近光速的速度从活跃的或正在进食的黑洞的两极喷发。
我们不知道这些喷气机的动力是什么,但现在在 2014 年进食事件 13 天后检测到的无线电回波可能包含了答案。
麻省理工学院和约翰·霍普金斯大学的研究人员认为,与进食事件 X 射线发射的匹配率超过 90%,他们认为,他们已经捕获到当恒星物质落入黑洞时,一股物质喷流从黑洞中流出的证据。
他们认为,喷流和进食事件之间的相似模式表明,喷流的功率是由黑洞吞噬恒星的速度控制的,也称为潮汐破坏事件。
“这告诉我们黑洞的供给速度正在控制它产生的射流的强度,”麻省理工学院博士后兼主要作者 Dheeraj Pasham 说。
“一个营养丰富的黑洞会产生强大的喷流,而营养不良的黑洞会产生微弱的喷流或根本不产生喷流。这是我们第一次看到由馈送的超大质量黑洞控制的喷流。”
A潮汐破坏事件当恒星距离恒星太近时就会发生事件视界,或黑洞的不归路点。 黑洞的潮汐力会拉扯恒星; 然而,由于黑洞的引力场非常强,恒星会被拉开,在黑洞周围形成一个吸积盘,并螺旋向中心延伸。
这些都是强烈、暴力和充满活力的事件,它们会在整个电磁频谱上发出能量爆发。 X射线被认为是从吸积盘极热的内部发出的,而光学和紫外线则是从外部发出的。 研究人员表示,无线电发射有点神秘。
“我们知道无线电波来自在磁场中移动的高能电子——这是一个成熟的过程,”帕沙姆说。 “争论的焦点是,这些真正高能的电子从哪里来?”
一种假设是冲击波为周围的等离子体提供能量。 但如果是这样的话,产生的无线电波的模式看起来将与吸积盘落入黑洞的物质的 X 射线模式非常不同。
帕沙姆和他的合著者、约翰·霍普金斯大学的 Sjoert van Velzen 发现,这些数据的情况并非如此。 在这种情况下,无线电数据看起来与他们已经检查过的 X 射线数据非常相似。
X射线数据中出现的波动在13天后再次出现在射电数据中——尽管射电发射区域的大小是太阳的40万倍,但它比X射线发射区域要大得多,只有25太阳大小的几倍。
“发生耦合的唯一方法是,是否有一个物理过程以某种方式将产生 X 射线的吸积流与产生无线电的区域连接起来,”帕沙姆说。
“这种情况的发生并非巧合。显然,这个产生 X 射线的小区域与这个产生无线电波的大区域之间存在因果关系。”
他们认为,这些结果表明一股喷流在开始供给后不久就开始从黑洞中喷出。 但由于射流距离黑洞非常近,源头的无线电波被其他电子吸收,并且只开始在一定距离外发射。 这解释了时间的流逝。
我们现在知道黑洞推动银河演化。 如果这项新研究成立,并且黑洞喷流与它们吞噬的物质成正比,那么它可以进一步阐明这一过程,并有助于对演化星系进行模型模拟。
该研究发表于天体物理学杂志。