作者:唐宁 来源:新浪科技 发布时间:2009-7-7 17:13:22
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超大质量黑洞附近发现高能伽马暴爆发

黑洞伽马暴
 
据每日科学网站报道,通过集中全世界最先进天文望远镜的观测力量,天文学家确定宇宙中一个超能伽马暴爆发起源于一个星系中心超大质量的黑洞附近。这一发现能够为揭开宇宙无数星系中心高能“引擎”的神秘工作原理提供重要的新信息。
 
观测到高能伽马暴爆发的星系名为M87,距地球5000万光年。M87是一个非常活跃的星系,存在着神奇的喷流现象,喷流又称宇宙喷流或宇宙喷流灯。早在1918年,天文学家就已经发现M87是一个很不一般的椭圆星系,他们观测到从椭圆星系M87的核心向外伸出一条细而直的光束,长度大约达5000光年,就像是M87喷出的一束发光流体,颇为壮观。
 
天文学家观测研究发现,在M87星系核心有一个巨大的黑洞,比太阳质量大60多亿倍。黑洞其实也是星球,只不过它的密度极大,靠近它的物体都被它的引力所约束,甚至连光都跑不出来。在大质量黑洞强大吸引力的作用下,黑洞周围被撕碎的恒星、气体、尘埃等物质,包括电子与质子,盘旋地掉向黑洞。在这个过程当中,物质相互摩擦而产生高热,其中一部分高热物质掉进黑洞,而强大的磁场力把另外一部分物质沿黑洞自转轴的方向抛射出去,形成了一道细长的喷流。
 
早在1998年,天文学家们也曾发现M87星系正在爆发出超能量伽马射线,射线能量比可见光要高出万亿倍。然而,当时天文望远镜并不能确定这种超能量伽马暴的确切来源。2007年和2008年,天文学家们决定联合起来,利用更高分辨率的甚长基线射电望远镜和世界上最先进的伽马射线望远镜对这种高能量伽马暴进行详细研究和观测。
 
美国国家射电天文台天文学家克雷格-沃克尔表示,“利有甚长基线射电望远镜阵,综合各地的伽马暴观测结果,我们可以判断这种超能量伽马暴来源于M87星系超大质量黑洞的附近区域。”
 
其实以前伽马射线望远镜早已观测到M87星系的伽马暴爆发,正是甚长基线射电望远镜阵和伽马射线望远镜“联手”才确定出M87星系超能伽马暴的确切来源。全球各地相关的大型望远镜系统此次都监测到了M87星系所爆发的伽马暴。当伽马射线进入地球大气层时通常会产生一些模糊的蓝光闪烁现象,望远镜系统以此作为观测的依据。系统中的敏感相机所拍摄下的数据可以帮助天文学家们推断伽马射线的能量和方向。不过,这种方向性的信息并不足以精确到能够判断伽马暴的来源。但是,甚长基线射电望远镜阵在分辨率方面有了百万倍的改进。科学家们可以综合甚长基线射电望远镜阵和伽马射线望远镜的观测结果断定伽马射线在黑洞中的确切来源。
 
观测到伽马暴爆发的望远镜系统有位于美国亚利桑那州的VERITAS望远镜阵列、位于非洲纳米比亚的欧洲的高能望远镜系统(H.E.S.S.)、以及设立在加纳利群岛La Palma的MAGIC系统。
 
甚长基线射电望远镜阵(VLBA)由10台射电望远镜组成,分布在从夏威夷群岛到加勒比海岛的广阔范围内。10台射电望远镜天线的运转由设在新墨西哥州的索科罗的工作中心控制,10台射电望远镜同时对准同一个射电源,在相同的频率上进行观测。天线的基线跨度8600千米,最小基线为200千米,获得与美国领土一样大小的单天线射电望远镜的分辨率。比最好的光学望远镜的分辨率高2~3个数量级。观测银河系中心时,可以分辨尺度为几个天文单位的射电源。VLBA的分辨率是如此之高,打个比方说,通过它你能够在洛杉矶阅读放在纽约的报纸。
 
通过甚长基线射电望远镜阵,科学家们清晰地发现,M87星系最强能量的伽马射线中也伴随有无线电波。沃克尔解释说,“这种现象表明,超能伽马暴的爆发位置非常接近于黑洞。”
 
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