人馬座A星采用86GHz觀測頻率模擬圖
近日,一篇發(fā)表在“天體物理學雜志(The Astrophysical Journal)”上的論文稱,天文學家們已借 ALMA 望遠鏡陣列成功觀測到了銀河中心的超大質(zhì)量黑洞人馬座 A 星(Sagittarius A)發(fā)出的電磁輻射。
此前嘗試觀測人馬座 A 星時,一團塵埃擋住了天文學家們視線,導致科學家們無法獲取清晰的人馬座 A 星圖像,進而無法對該天體進行深入研究。但天文學家們現(xiàn)已借剛納入全球觀測陣列不久的 ALMA 射電望遠鏡陣列,利用 86 GHz 頻率的超長基線干涉測量(VLBI)觀測技術(shù)以及整合全球觀測陣列產(chǎn)生的數(shù)據(jù),詳細地研究了這團擋在人馬座 A 星前的塵埃,并以此去除了由塵埃造成的散射效應,繪制了首張黑洞周邊區(qū)域圖像。由于塵埃分布造成的限制,人馬座 A 星的輻射區(qū)域可能較此前預想的要更為狹小,甚至還可能碰巧正對著地球。
高質(zhì)量的未散射圖像使科學家對其周圍塵埃氣團構(gòu)建了更為準確理論模型,輻射放射區(qū)域相對地球所成的角度僅有三億分之一度,且放射源具有對稱性。論文主要作者,Sara Issaoun 說:“這表明輻射可能是在一個氣盤中產(chǎn)生的,而不是通過射電流產(chǎn)生,若真是如此,人馬座 A 星將是眾多黑洞種類中的一個特例,但還有一種可能是人馬座 A 星的射電流正好正對著地球。”
Sara Issaoun 的導師,拉德堡德大學的射電天文學教授 Heino Falcke 也認為,射電源正對著地球的情況十分罕見,但目前確實不能排除這一可能。Falcke 表示,他曾認為射電源正對地球的模型純屬理論,但最近 GRAVITY 團隊用 ESO 觀測陣列對人馬座 A 星進行觀測也得出了類似的結(jié)論。他說:“可能人馬座 A 星的射電源確實就正沖著地球,但若真是如此,我們就得換個角度研究它了?!?/p>
超大質(zhì)量黑洞在星系中心地帶極為常見,并且可能是已知宇宙中最具能量的現(xiàn)象?,F(xiàn)有理論認為,被這些黑洞捕捉到的物質(zhì)會落入一個旋轉(zhuǎn)的盤狀區(qū)域,沿著兩束射流以相反的方向被撕開,在旋轉(zhuǎn)過程中逐漸加速至接近光速的速度,并向外放出大量輻射。然而,“被觀測到的人馬座 A 星輻射究竟是來自氣體還是射電流”仍是一個具有爭議的問題。
人馬座 A 星是距地球最近的超大質(zhì)量黑洞,約為太陽的 400 萬倍。它在地球上所呈的觀測角角度小于一億分之一度,與從地球上看到的月球上的網(wǎng)球大小相對應,這對觀測用射電望遠鏡的頻率提出了要求。天文學家們用超長基線干涉測量觀測技術(shù)(VLBI),通過調(diào)整射電望遠鏡的頻率來實現(xiàn)更高的分辨率。此次做出主要貢獻的 ALMA 觀測陣列于 2017 年 4 月加入全球毫米波 VLBI 觀測陣列(GMVA),因人馬座 A 星位于南部星域,因此與參與觀測的其他 12 臺觀測設施相比執(zhí)行了較多的觀測任務。天文學家們計劃將在不同波長上用射電望遠鏡陣列對人馬座 A 星進行進一步觀測,以獲取更多有關(guān)該黑洞的信息來判斷其輻射信號的產(chǎn)生方式并對其進行進一步研究。(摘自美《深科技》)(編輯/華生)