一個遙遠超大質量黑洞輻射出比我們銀河系還要大的巨量「死亡射線」

    加入我們永遠收到最新的消息

 Blazar-black-hole-NASA

天文學家發表一張遙遠星系Pictor A新的X射線合成照片,顯示出一個超大質量黑洞所產生的巨大高能粒子噴射流,他們也能夠確定這個超過銀河系3倍的噴射流,是如何產生強有力的X射線輻射。

噴射流和反噴射流

2014年的電影星際效應(Interstellar),Matthew McConaughey和朋友演出在遙遠的星系裡, 探索一系列環繞一個超大質量(但相當友善的)黑洞的行星。這個叫做" Gargantua(小說裡的巨人)"的黑洞,應該有一個事件視界(event horizon)。那是一個無法回頭的點(point of no return),大約和地球的軌道一樣大。然而,Gargantua被描述為相當不活耀和友善的。

但是這些宇宙驚人夢饜的真實,如同最近一張NASA錢卓拉X射線天文臺(Chandra X-ray Observatory) 所拍攝的照片顯示,是有些不一樣。

新發表的照片,顯示位於Pictor A星系一個真實的超大質量黑洞的可怕力量,距離約5億光年。這個黑洞的質量約為太陽的4千萬倍(大約是我們銀河系中心黑洞的10倍),如果把它取代我們太陽系的太陽,它的事件視界會吞沒掉水星和金星的軌道。

所以,它是非常的大。

然而,不像Gargantua,Pictor A的黑洞是一個精力旺盛且兇殘的野獸,任意使用所有相當大的力量猛擊宇宙。新的照片顯示出物質是如何被黑洞吃掉,恆星、行星、星際氣體、不夠警覺的太空人(開玩笑)。當它在一個巨大吸積盤圍繞著事件視界旋轉時,釋放出巨大的剩餘能量。

所有這個不受拘束的能量被導向兩個巨大的粒子噴射流,以幾近光速穿透星際介質。事實上,這些粒子束是如此強有力的,被觀察到的噴射流,大約是指向地球的方向,維持著幾乎有30萬光年距離的完整性。

那是超過我們銀河系長度的三倍!

這只是用來強調涉及了深不可測的能量。新的照片收集了超過15年的Chandra數據,與來自澳洲望遠鏡緻密陣列的無線電波圖像相結合,也透露出一個模糊黯淡的"反噴射流"。因為它是在Pictor A星系的另一端,朝離開地球方向移動,這個反噴射流更加看不到。

無線電波數據,在圖中的紅色部分(藍色代表Chandra數據),也顯示出兩個大的"無線電波瓣(radio lobe)",每一個是銀河系的好幾倍大,由噴射流與星際氣體的交互作用所造成;以及一個在右側遠端的藍色X射線"熱點(hotspot)",是噴射流造成震波的結果。

pictora_annotated_1a
有註解的Pictor A星系和噴射流照片: X-ray: NASA/CXC/Univ of Hertfordshire/M.Hardcastle et al., Radio: CSIRO/ATNF/ATCA

同步加速器輻射

研究新數據的研究人員能夠斷定,由Pictor A星系的超大質量黑洞的噴射流所產生的X射線,最有可能是由一個名為"同步加速器輻射(synchrotron emission)"所造成。在這個機制,X射線是由被捕獲的電子幅射出,並且環繞著強大磁場旋轉。

這個過程還不是很了解,但據信超大質量黑洞也擁有巨大的磁場,沿著被加速到驚人速度的次原子粒子,產生了很常見於從波霎、無線電星系、和其他的活躍星系核(active jalactic nuclei)形式所輻射出的極性噴射流(polar jet)。

他們也能夠排除一個與之競爭的理論:以幾近光速從星系中央的黑洞用力扔出的電子,與來自宇宙微波背景(cosmic microwave background, CMB)的光子相撞擊的概念。理論上,這樣的撞擊應該會推送CMB光子進到光譜中的X射線部分,但X射線的(光譜)特徵不符合這樣的設想情況,有效地把它從競爭中去除。

無論是哪一種情況,可以安全地假設沒有任何適於居住的行星環繞在Pictor A的超大質量黑洞,即使是Matthew McConaughey在探險這個怪物的環境之前必須重新考慮看看。

來源: Futurism