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  这是一幅艺术示意图,显示的是IGR J17091双星系统。美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜观测到围绕其中一个恒星级黑洞的吸积盘发出的星风速度高达每小时2000万英里,这相当于光速的3%。出乎意料的是,科学家们发现这个围绕黑洞旋转的吸积盘向外抛出的物质量要大于被黑洞吞噬的量,并且这一星风会随着时间变化而变化。这一结果对于理解这一级别,即质量为5~10倍太阳质量的黑洞行为将具有重要意义

  北京时间2月23日消息,据物理学家组织网站报道,借助美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜,天文学家们近期观测到围绕一个恒星级黑洞的吸积盘发出的速度最快的星风。这一发现对于理解此类黑洞的行为将产生重要意义。这股星风的运行速度高达每小时2000万英里(约合每小时3218.7万公里),这相当于光速的3%,几乎是之前纪录到这类星风最快速度的10倍。

  所谓恒星级黑洞是当质量极大的恒星在引力作用下塌缩时形成的黑洞,其典型质量介于5~10倍太阳质量之间。这一黑洞被称做IGR J17091-3624,简称IGR J17091,它的能量驱动了一股强大的星风,这项研究的第一作者,美国密歇根大学的阿什利·金(Ashley King)说:“这是一个宇宙级别的5级飓风。我们本没有预料到会在这样一个级别的黑洞附近观察到这样强大的星风。”有关这一研究工作的论文已经发表在了本月20日出版的《天体物理学杂志通讯》上。

  黑洞IGR J17091产生的星风的速度几乎已经达到了一些超大质量黑洞产生的星风级别,所谓的超大质量黑洞,其质量往往是前者的数百万乃至数十亿倍。论文合著者,同样来自密歇根大学的约翰·米勒(Jon M. Miller)说:“真是很意外,这个小型黑洞竟然能产生足以媲美巨型黑洞的强大星风。”他说:“换句话说,这一黑洞的表现远超其质量水平。”

  另一项出乎意料的发现是,看起来这个围绕黑洞旋转的吸积盘向外抛出的物质量要大于被黑洞吞噬的量。阿什利说:“这和人们传统上认为黑洞吞噬一切的观念是相悖的。我们估计围绕黑洞IGR J17091的吸积盘中有95%的物质都被这股星风抛射了出去。”

  和地球上的飓风不同,从黑洞IGR J17091吹出的星风是向很多不同方向吹出的。这一特征也可以将其和喷流区分开来。后者的方向是高度一致的,垂直于吸积盘盘面,并且其喷射速度经常可以接近光速。

  由美国国家射电天文台扩展型甚大天线阵设备进行的同步观测显示,当这个黑洞出现这一超高速星风时就无法观测到该黑洞产生的射电喷流,但在其它时间段则可以观测到。这一特征和其它恒星级黑洞的观测结果相吻合,因此为天文学家们提供了有关此类星风的产生会造成喷流改变的进一步证据。

  科学家们是在2011年钱德拉望远镜获取的光谱数据中发现这一极端高速的星风的。空间离子不断吸收并辐射光谱中不同的特定能量波段,这让天文学家们有机会监测它们并了解它们的行为。钱德拉X射线空间望远镜在两个月前获取的铁离子光谱数据并未显示任何高速星风存在的证据,这可能说明这一高速星风是时而存在时而消失的。天文学家们相信存在于黑洞吸积盘中的磁场是造成星风和喷流产生的原因。而磁场的几何方位和物质向黑洞下落的速率则决定了这一星风和喷流现象是否会出现。

  事实上IGR J17091是一个双星系统,其中的两颗成员星一颗是类太阳恒星,它和一个黑洞相互绕转。它位于银河中央核球附近位置,距离地球约2.8万光年。

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channelId 1 1 巨型黑洞喷射最快宇宙飓风:速度达光速3% 1 美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜观测到围绕其中一个恒星级黑洞的吸积盘发出的星风速度高达每小时2000万英里