摘要:“我們認爲,GTC在天鵝座V404黑洞觀測到的情況在其他地方也會發生,至少是在其他擁有大型吸積盤的黑洞,”查爾斯教授和共同作者、加那利羣島天文研究所的Jorge Casares總結道。天鵝座V404黑洞的這次爆發,由於其本身的複雜性,以及觀測結果在數量和質量上都很高,將幫助我們理解黑洞如何通過吸積盤吞噬物質。

 

  圍繞着天鵝座V404黑洞的吸積盤(藝術圖)。加那利大型望遠鏡探測到該吸積盤中存在着強烈的中性物質風

  加那利大型望遠鏡是世界上最大的光學-紅外反射望遠鏡,位於西班牙加那利羣島的拉帕爾馬島上的羅奎克·德·羅斯·穆察克斯天文臺。

  他們的觀測結果發表在近日的《自然》(Nature)雜誌上,顯示了一股中性物質(非電離的氫和氦)風的存在。這股風形成於吸積盤的外層,調節着黑洞對物質的吸積過程。這是在黑洞系統中首次發現這樣的風,其速度極高(3000公里每秒),因而能逃脫黑洞周圍引力場的作用。

  南安普頓大學物理學和天文學系的菲爾·查爾斯(Phil Charles)教授是研究團隊的成員之一,他說:“它的存在使我們得以解釋這場爆發,儘管非常明亮而且猛烈,亮度持續變化,大量物質噴流而出,但過程非常短暫,只持續了兩個星期。”

  在這次爆發的末期,加那利大型望遠鏡還探測到了由強風所攜物質形成的星雲。這是首次在黑洞系統中觀測到這一現象,科學家因此也得以估計出噴射到星際空間中的物質總量。

  

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  研究第一作者、加那利羣島天文研究所的達里亞斯(Teo Mu?oz Darias)說:“來源的亮度和GTC的廣大采集範圍使我們不僅能探測到強風的存在,也能夠測量其性質在分鐘尺度上的變化。對於這類物體,此次所獲得的數據可能是目前爲止最好的。天鵝座V404黑洞的這次爆發,由於其本身的複雜性,以及觀測結果在數量和質量上都很高,將幫助我們理解黑洞如何通過吸積盤吞噬物質。”

  “我們認爲,GTC在天鵝座V404黑洞觀測到的情況在其他地方也會發生,至少是在其他擁有大型吸積盤的黑洞,”查爾斯教授和共同作者、加那利羣島天文研究所的Jorge Casares總結道。他們二人在1992年發現了天鵝座V404黑洞。

  天鵝座V404黑洞是一個擁有聯星系統的黑洞,位於天鵝座內。目前已知這樣的系統不到50個。這類系統中黑洞的質量大約爲太陽的10倍,它一直再從非常鄰近的一顆恆星吸收物質。在這一過程中,恆星的物質被黑洞吞噬並形成一個吸積盤,而吸積盤最深處溫度較高的區域會釋放出X射線。在吸積盤的外圍區域,我們可以通過可見光對其進行研究,這也是GTC能夠觀測到的光譜部分。

  

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  天鵝座V404距離地球只有8000光年,是已知最靠近地球的的黑洞之一,其具有的吸積盤特別巨大(半徑約爲1000萬公里),這使得它的爆發在全波長(X射線、可見光、紅外線和無線電波)都非常明亮。

  2015年6月15日,天鵝座V404黑洞在超過25年的沉寂之後又再次爆發。幾天之內,它的亮度增加了100萬倍,成爲天空中最亮的X射線源。加那利大型望遠鏡於6月17日啓動了“臨時目標”(target of opportunity)項目——加那利羣島天文研究所的科學家爲這類事件而設計——開始對爆發進行光譜分析。

  加那利大型望遠鏡主要利用OSIRIS成像儀進行觀測。在爆發期間的兩週內,每天晚上只有1到2個小時的窗口期可供觀測。此外,研究中還涉及了國際伽瑪射線天體物理實驗室(INTEGRAL)和雨燕(SWIFT)兩顆衛星的觀測結果,英國的AMI電波干涉儀也貢獻了觀測數據。

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