银河系中心黑洞附近发现神秘蛇形结构 长达2.3光年

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银河系中心黑洞附近发现神秘蛇形结构 长达2.3光年

2017/12/22 dogstar 0 幻灯模式

卡尔G.扬斯基甚大阵的射电图像呈现出银河系中心的样子。图片中央区域附近可以看到一条神秘的弯曲条纹,图片底部附近明亮的部分则是超大质量黑洞射手座A *。

甚大阵由27台25米口径的射电望远镜组成,是世界最大的综合孔径射电望远镜 

银河系中心区域多年来被科学家进行了不少深入的研究,但其中依然存在令人意外的发现。最近,天文学家在银河系中心超大质量黑洞附近,找到一个蛇形结构,颇为诱人。 

早在2016年,美国西北大学的法尔哈德·尤塞夫-扎德(FarhadYusef-Zadeh)使用卡尔G.扬斯基(Karl G. Jansky)甚大阵(VLA),发现了银河系中心附近一条不同寻常的丝状体,长约2.3光年,弯曲延伸直指银河系中心的超大质量黑洞——射手座A *。 

现在,另一批科学家采用更为先进的手段,获取了这个弯曲的丝状体的最高质量图像。 

领导这项研究加利福尼亚大学科学家马克·莫里斯(Mark Morris)说:“凭借我们改进后的成像,我们得以更接近银河系中央的黑洞,而且现在我们已经足够接近。 但我们还有很多工作要做,才能搞清楚这种丝状体的真实性质。” 

成因有三种可能 

对于这类丝状体,研究人员认为其成因可能有三种可能的解释。在第一种成因中,丝状体被认为可能源自从超大质量黑洞逃逸出的高速粒子。当气体螺旋式的掉入旋转的黑洞时,可以产生一个旋转的垂直磁场,它接近甚至穿过黑洞的事件视界。在垂直磁场内,粒子被加速从黑洞逃逸,并伴随射电辐射。 

第二种成因的解释更为奇妙,丝状体被认为是所谓的“宇宙弦(cosmic string)”。这是一种理论上存在,但尚未被发现的天体,具有质量并带电,外形则长而薄。以往的理论预言,如果真有宇宙弦,它会向星系中央迁移。如果宇宙弦移动到距离中央黑洞足够近的位置,只要它的一小部分穿过事件视界,科学家就能捕捉到其身影。 

最后一种可能则认为,丝状体的位置以及它与黑洞所对齐的方向只是一个巧合,两者之间并没有真正的联系,这意味着它与银河系中心较远处其他的已知类似细丝一样,没什么分别。不过,这样的巧合不可能偶然发生。 

箭头所指的位置正是这个神秘的蛇形丝状体

是否“宇宙弦”有待更多研究 

尽管研究人员对于丝状体的还没有确切的答案,但无论哪一种可能的成因被证明正确,都将带来有趣的结果。举例来说,如果丝状体确实来自射手座A *喷射出的粒子,这将提供有关黑洞磁场的重要信息,究竟是平滑有序的还是混沌不堪。 

如果第二种成因的解释成立,那这将成为宇宙弦存在的首个证据。宇宙弦目前还仅仅是理论推测,倘若证实存在对我们理解时空和宇宙本身将产生深远的影响。 

即使丝状体与黑洞射手座A *没有任何物理关系,弯曲的丝状体也并不常见。如果是这样,那么丝状体很可能是由冲击波引起的。在这里,恒星爆炸产生的冲击波,与环绕超大质量黑洞旋转的恒星吹出的猛烈恒星风相遇,形成丝状体,整个过程有点类似音爆现象。 

作为此项研究的合作者,美国索科罗国家天文台科学家米勒·高斯(Miller Goss)表示,他们将继续“狩猎”,直到对这个目标有一个可靠的解释。”目前,有关本项研究的论文已经刊登在2017年12月1日出版的学术期刊《天体物理学》杂志上。 

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