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探索从黑洞发射的射电喷流的等离子体加载机制

银河中心的超大质量黑洞有时会发射无线电射流,快速移动的等离子体流出,发出强烈的无线电信号。 然而,关于这些无线电波的许多内容仍不清楚:它们是如何产生的,特别是它们的能量来源和等离子体加载机制。

事件视界望远镜合作组织最近在射电图像中显示了位于巨大椭圆星系 M87 中心的邻近黑洞。 这一观察结果提供了支持黑洞自旋驱动射电喷流这一观点的证据,但对阐明等离子体加载机制却没有多大帮助。

由...领导的研究小组 东北大学 天体物理学家提出了一种有希望的方案,阐明了无线电射流中的等离子体加载机制。

根据最近的发现,黑洞具有令人难以置信的磁化能力,因为磁场是由星系的磁化等离子体带入黑洞的。 这 黑洞周围的等离子体 当附近的磁能由于磁重联而短暂失去能量时,就会获得能量。

太阳耀斑从中获取能量 磁重连。 太阳耀斑中的等离子体释放出紫外线和 X 射线。 相反,黑洞周围的磁重联会导致 伽马射线发射 因为每个等离子体粒子释放的能量比太阳耀斑释放的能量高得多。

根据目前的情况,辐射的伽马射线相互作用并产生许多电子-正电子对,然后将其加载到无线电射流中。

根据科学家提出的设想,辐射的伽马射线相互作用并产生许多电子-正电子对,然后将其加载到无线电射流中。

这解释了无线电射流中的显着血浆浓度,这与 M87 数据一致。 该场景还指出,不同的黑洞具有不同的无线电信号强度。 Sgr A*,我们地球上的超大质量黑洞 银河例如,它周围有无线电喷气机,但它们太微弱,当前的无线电设备无法检测到。

此外,该场景还预测当等离子体加载到无线电射流中时会出现短期 X 射线发射。 目前的 X 射线探测器无法检测到这些 X 射线信号,但计划中的 X 射线探测器可以观察到这些 X 射线信号。

该研究的主要作者木村茂雄 (Shigeo Kimura) 表示: 说过“在这种情况下,未来的 X 射线天文学将能够解开射电射流中的等离子体加载机制,这是一个长期存在的问题。 黑洞之谜设立的区域办事处外,我们在美国也开设了办事处,以便我们为当地客户提供更多的支持。“

杂志参考:

  1. Shigeo S. Kimura、Kenji Toma 等人。 黑洞磁层中的磁重联:轻子加载到喷流、超光速射电斑点和多波长耀斑中。 天体物理学杂志信。 DOI: 10.3847/2041-8213/ac8d5a

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