波动的光来自经过 15 年的观察,更多地揭示了这些神秘物体的进食方式。
首先,在视界外部形成一种称为日冕的结构。 然后,强大的等离子体射流从两极发射,将日冕中的物质以接近真空中光速的速度冲入星际空间。
这一发现 ? 比喻为有节奏的敲打'心跳'? 解决了黑洞科学中一个长期悬而未决的问题。
“这听起来合乎逻辑,但关于日冕和喷气机是否只是同一件事的争论已经持续了二十年,”天体物理学家马里亚诺·门德斯解释道荷兰格罗宁根大学的教授。
“现在我们看到它们一个接一个地出现,并且喷射流从日冕而来。”
这个黑洞是 GRS 1915+105 的一部分,距离太阳约 36,000 光年。 这就是我们所说的微类星体? 一个恒星质量黑洞与另一个物体锁定在一个封闭的双星系统中,并以它为食; 对于GRS 1915+105,这是一颗普通恒星。
由于这两个物体距离非常近,黑洞会从恒星上剥离物质; 这种物质在黑洞周围形成一个圆盘,并逐渐进入黑洞。
这与我们在更大范围内看到的类星体是一样的,类星体是星系核,包含一个活跃的超大质量黑洞,其质量是太阳的数百万到数十亿倍。
黑洞 GRS 1915+105 的质量仅为太阳的 12 倍,因此是微类星体; 即便如此,它仍然是质量最大的恒星之一在银河系中广为人知。
这个过程通过盘的加热和黑洞周围的复杂环境产生大量的光。 一种发光结构是日冕,位于吸积盘内边缘和事件视界之间。
这是一个由灼热电子组成的区域,被认为由黑洞磁场提供动力,其作用就像同步加速器一样,将电子加速到如此高的能量,使其在 X 射线波长下发出明亮的光芒。
然后还有喷气式飞机。 这些被认为是由沿着黑洞事件视界外的磁场线加速到极地区域的物质组成,在那里它们被高速发射到太空中,发射无线电波长的光。
无论如何,这就是科学家的想法。 黑洞周围的空间是如此极端,以至于很难掌握所发生的过程。
门德斯和他的同事想更多地了解喷气式飞机如何加速和发射。 他们收集了1996年至2012年间收集的微类星体的X射线和无线电数据,并仔细研究以寻找线索。
他们的最终样本包括 410 个对 GRS 1915+105 同时进行的 X 射线和射电观测。 这意味着他们可以同时观察两种光的变化。 他们发现,当X射线光强时,无线电波就弱,反之亦然; 当日冕最小时,喷流最强。
这表明为微类星体系统提供动力的能量可以被引导至 X 射线日冕或相对论射流。 添加到系统光波动的模型中,研究人员得出的结论是,至少在 GRS 1915+105 中,日冕似乎变成了喷流。
“展示这种顺序性质是一个相当大的挑战,”门德斯说。 “我们必须将数年的数据与数秒的数据进行比较,以及非常高的能量与非常低的能量的数据。”
接下来,团队将尝试解释他们观察到的一些奇怪现象。 他们发现,X 射线日冕比仅由温度解释的更亮。 这意味着可能还有其他因素在起作用。 研究小组认为磁场可能是造成这种情况的原因。
黑洞和吸积盘的差异旋转会导致磁场变得缠结和混乱。 研究小组推测,当磁场混乱时,日冕就会升温;当磁场混乱时,日冕就会升温。 当它恢复正常时,材料就会逸出,从而喷射器被发射。
这个过程也应该与黑洞质量成比例,这可以帮助我们理解大质量类星体的行为方式。
“原则,”研究人员写道,“相同的能量通道应该发生在超大质量黑洞中,因此应该适用于黑洞活动基本平面中的所有黑洞质量。”
该研究发表于自然天文学。