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吸积盘揭秘黑洞特性

发布时间: 2023-07-14 17:50:09   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

编译:张景、谢懿   单位:南京大学天文与空间科学学院

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在黑洞吞噬邻近物质的过程中,会在其周围形成一个吸积盘。后者可以揭示黑洞的重要特性。

[图片说明]:由流向黑洞的物质所形成的吸积盘可以揭示许多有关黑洞的信息。版权:ESA/Hubble, M. Kornmesser。

黑洞的强引力场会使得被吸积的物质以近光速运动。当这些物质彼此摩擦时,巨大的摩擦力能把吸积盘加热到数百万度,从而产生X射线。此外,在黑洞周围会形成一个温度高达数十亿度的球状等离子体云。这一冕结构会发出能量比吸积盘高10~100倍的硬X射线。

在从黑洞引力场向外逃逸的过程中,光子会损失能量。吸积盘距离黑洞越近,所发出光子损失的能量越多。吸积盘与黑洞的最近距离由黑洞自转决定。黑洞自身旋转得越快,吸积盘就越靠近黑洞,光子损失的能量就越多。测量这一效应,可以确定黑洞的自转。

如果吸积盘中的一团物质突然被撞到了盘冕中,会使得盘冕温度升高,产生硬X射线暴。当这些辐射轰击吸积盘时,会发出荧光暴。硬X射线暴从盘冕运动到吸积盘所花的时间被称为穿越时间。黑洞质量越大,穿越时间就越长,两次爆发的时间间隔就越长,由此可以测量出黑洞的质量。利用这一反响映射方法,测得银河系中著名黑洞天鹅X-1的质量约为25个太阳质量。