一个黑洞还是两个黑洞?尘埃云可解释活跃星系核令人困惑的特征
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间:2024-05-17
加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)的研究人员相信尘埃的云团,而不是双黑洞,可以解释活跃星系核(AGNs)中发现的特征。研究小组6月14日在英国皇家天文学会的月报上发表了他们的研究结果。许多大星系都有一个活跃星系核(AGN),这是一个明亮的小中央区域,由物质螺旋进入超大质量黑洞提供动力。当这些黑洞剧烈地吞噬物质时,它们被热的、快速移动的气体包围着,这些气体被称为“宽谱线区”(之所以叫“宽谱线区”,是因为该区域的光谱线因气体的快速运动而变宽)。这种气体的释放是关于中心黑洞质量和它如何成长的最好的信息来源之一。
对活跃的星系核近距离观察的印象,吸积盘在中心产生耀眼的光,宽线区域刚好在吸积盘的上方,在强光下消失,强烈的辐射推动着尘埃云向上移动。图片:Peter Z. Harrington
然而人们对这种气体的性质却知之甚少;特别是气体在一定速度下的释放比预期的要少。简单模型的崩溃使一些天体物理学家认为,许多agn可能不是一个而是两个黑洞。这项新的分析由马丁·盖斯凯尔领导,他是UCSC天文学和天体物理学的研究员。它并没有援引两个黑洞,而是解释了从宽谱线区域发射出的许多明显的复杂性和可变性,因为这些微小的尘埃云可以部分掩盖AGNs最内部的区域。Gaskell评论道:我们已经证明,活跃星系核的许多神秘属性可以通过这些小尘埃云来解释,从而导致我们所看到的变化。”来自UCSC的研究生彼得·哈林顿(Peter Harrington)在本科时就开始研究这个项目。
有些光被氢和其他气体“再加工”(吸收和再排放),这些气体在宽线区域的吸积盘上方旋转。在上面和后面是一片尘土。一旦尘埃达到某个阈值,它就会受到吸积盘的强烈辐射,这种辐射非常强烈,它会将尘埃从圆盘上吹走,导致从宽线区域的外边缘开始的尘埃云块状地流出。尘埃云对光线的影响是使光线从背后发出,看起来更暗、更红,就像地球的大气层使太阳在日落时看起来更暗、更红一样。盖斯凯尔和哈林顿开发了一种计算机代码,用来模拟这些尘埃云对观测广谱线区域的影响。
这两位科学家还表明,通过在他们的模型中加入尘埃云,它可以复制长期困扰天体物理学家的宽线区域的许多发射特征。与难以解释的具有变化的、不对称分布的气体不同,气体只是在黑洞周围一个均匀的、对称的、湍流的圆盘中。这种明显的不对称性和变化是由宽线区域前面的尘埃云造成的,它使它们后面的区域看起来更暗更红。认为这是对不对称性和变化的一种更自然的解释,而不是其他更奇特的理论,比如被用来解释它们的二元黑洞。解释让保持了标准AGN模型的简单性,即物质螺旋地进入一个黑洞。
博科园-科学科普|参考期刊:皇家天文学会月报|来自:皇家天文学会
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