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中科大合作团队揭开类星体能量补充的秘密

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  星际中的物质由于内流驱动,被黑洞不断“吞吃”,犹如物质源源不断地掉落到贪食的太空巨龙嘴里,物质下降过程中形成明亮的吸积盘,这就是类星体持续发光的秘密。 9月5日,《自然》刊发中国科学技术大学—中国极地研究中心南极天文学团队及其合作者最新研究成果,他们在世界上首次明确看到宇宙中最明亮天体——类星体中供应吸积盘的内流,揭开了类星体持续发光背后能量补充的秘密,填补了类星体结构解析的一块空白。
 
  类星体是20世纪60年代以来四大天文发现之一。宇宙中,各星系的中心都存在着超大质量黑洞,它们以超强引力高速吞噬周围星际物质,部分物质在被吞噬前转化为能量释放出来,可以产生超过整个星系的亮度,形成宇宙中最明亮的天体——类星体。当前,类星体通过吸积盘将物质转化为能量的过程已经清楚,但吸积盘如何不断获得物质供应的机理尚不明确。如果没有源源不断的物质供应,黑洞会很快将附近物质消耗殆尽,类星体就不再发光。然而,这一物质供应过程远离发光中心,难以被天文望远镜观测到。
 
  中科大合作团队在8个明亮的类星体光谱中观测到了氢、氦元素激发态吸收线,这些吸收线除了宇宙膨胀导致的红移外,还由于多普勒效应产生了额外的红移。 “类星体光谱中的吸收线,是由处于类星体和地球之间的物质造成的。吸收线的多普勒红移表明物质在远离我们,这就意味着物质在接近类星体中心。因此,具有多普勒红移的吸收线是研究供应吸积盘内流的极佳观测探针。 ”团队带头人周宏岩教授表示。
 
  合作团队根据多普勒红移大小,计算出物质内流速度高达每秒5000千米。进一步计算可知,黑洞完成这一“吞吃”过程需要几百年,这期间类星体可以持续闪耀。
 
  该成果的最大创新之处,在于利用宇宙中最为常见的氢、氦原子特定状态下产生的红移吸收线,同时得到“物质运动速度”和“物质到类星体的距离”两类信息,为理解类星体、超大质量黑洞归趋等问题提供全新的起点。(记者 桂运安)
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编辑:高方勇 来源:中安在线 发布时间:2019年09月06日 10时07分38秒

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