黑洞高能伽馬暴爆發(fā)

2009-07-10 14:12:17 　來源：本站原創(chuàng) 文章作者：匿名

　　黑洞一直很神秘，據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道，通過集中全世界優(yōu)先進(jìn)天文望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)力量，天文學(xué)家確定宇宙中一個(gè)超能伽馬暴爆發(fā)起源于一個(gè)星系中心超大質(zhì)量的黑洞附近。這一發(fā)現(xiàn)能夠?yàn)榻议_宇宙無數(shù)星系中心高能“引擎”的神秘工作原理提供重要的新信息。

　　觀測(cè)到高能伽馬暴爆發(fā)的星系名為M87 ，距地球5000萬光年。M87是一個(gè)非�；钴S的星系，存在著神奇的噴流現(xiàn)象，噴流又稱宇宙噴流或宇宙噴流燈。早在1918年，天文學(xué)家就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)M87是一個(gè)很不一般的橢圓星系，他們觀測(cè)到從橢圓星系M87的核心向外伸出一條細(xì)而直的光束，長度大約達(dá)5000光年，就像是M87噴出的一束發(fā)光流體，頗為壯觀。

　　天文學(xué)家觀測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，在M87星系核心有一個(gè)巨大的黑洞，比太陽質(zhì)量大60多億倍。黑洞其實(shí)也是星球，只不過它的密度極大，靠近它的物體都被它的引力所約束，甚至連光都跑不出來。在大質(zhì)量黑洞強(qiáng)大吸引力的作用下，黑洞周圍被撕碎的恒星、氣體、塵埃等物質(zhì)，包括電子與質(zhì)子，盤旋地掉向黑洞。在這個(gè)過程當(dāng)中，物質(zhì)相互摩擦而產(chǎn)生高熱，其中一部分高熱物質(zhì)掉進(jìn)黑洞，而強(qiáng)大的磁場力把另外一部分物質(zhì)沿黑洞自轉(zhuǎn)軸的方向拋射出去，形成了一道細(xì)長的噴流。

　　早在1998年，天文學(xué)家們也曾發(fā)現(xiàn)M87星系正在爆發(fā)出超能量伽馬射線，射線能量比可見光要高出萬億倍。然而，當(dāng)時(shí)天文望遠(yuǎn)鏡并不能確定這種超能量伽馬暴的確切來源。2007年和2008年，天文學(xué)家們決定聯(lián)合起來，利用更辨率的甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡和世界上優(yōu)先進(jìn)的伽馬射線望遠(yuǎn)鏡對(duì)這種高能量伽馬暴進(jìn)行詳細(xì)研究和觀測(cè)。

　　美國國家射電天文臺(tái)天文學(xué)家克雷格-沃克爾表示，“利有甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣，綜合各地的伽馬暴觀測(cè)結(jié)果，我們可以判斷這種超能量伽馬暴來源于M87星系超大質(zhì)量黑洞的附近區(qū)域。”

　　其實(shí)以前伽馬射線望遠(yuǎn)鏡早已觀測(cè)到M87星系的伽馬暴爆發(fā)，正是甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡“聯(lián)手”才確定出M87星系超能伽馬暴的確切來源。全球各地相關(guān)的大型望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)此次都監(jiān)測(cè)到了M87星系所爆發(fā)的伽馬暴。當(dāng)伽馬射線進(jìn)入地球大氣層時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生一些模糊的藍(lán)光閃爍現(xiàn)象，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)以此作為觀測(cè)的依據(jù)。系統(tǒng)中的敏感相機(jī)所拍攝下的數(shù)據(jù)可以幫助天文學(xué)家們推斷伽馬射線的能量和方向。不過，這種方向性的信息并不足以準(zhǔn)確到能夠判斷伽馬暴的來源。但是，甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣在分辨率方面有了百萬倍的改進(jìn)。科學(xué)家們可以綜合甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣和伽馬射線望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果斷定伽馬射線在黑洞中的確切來源。

　　觀測(cè)到伽馬暴爆發(fā)的望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)有位于美國亞利桑那州的VERITAS望遠(yuǎn)鏡陣列、位于非洲納米比亞的歐洲的高能望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)(H.E.S.S。)、以及設(shè)立在加納利群島La Palma的MAGIC系統(tǒng)。

　　甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣(VLBA)由10臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡組成，分布在從夏威夷群島到加勒比海島的廣闊范圍內(nèi)。10臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡天線的運(yùn)轉(zhuǎn)由設(shè)在新墨西哥州的索科羅的工作中心控制，10臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡同時(shí)對(duì)準(zhǔn)同一個(gè)射電源，在相同的頻率上進(jìn)行觀測(cè)。天線的基線跨度8600千米，較小基線為200千米，獲得與美國領(lǐng)土一樣大小的單天線射電望遠(yuǎn)鏡的分辨率。比較好的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的分辨率高2～3個(gè)數(shù)量級(jí)。觀測(cè)銀河系中心時(shí)，可以分辨尺度為幾個(gè)天文單位的射電源。 VLBA的分辨率是如此之高，打個(gè)比方說，通過它你能夠在洛杉磯閱讀放在紐約的報(bào)紙。

　　通過甚長基線射電望遠(yuǎn)鏡陣，科學(xué)家們清晰地發(fā)現(xiàn)，M87星系較強(qiáng)能量的伽馬射線中也伴隨有無線電波。沃克爾解釋說，“這種現(xiàn)象表明，超能伽馬暴的爆發(fā)位置非常接近于黑洞。”

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