壮观!罕见宇宙物理现象! 黑洞吞噬巨大氢核宇宙星体

360影视 动漫周边 2025-04-19 12:03 2

摘要:最近(2025年02月左右),天文学家在距离地球80亿光年的地方,也就是在红移z≈0.995(对应共动距离80亿光年)处探测到持续超过2年的高能瞬变现象,峰值光度达1×10^46 erg/s,超过典型超新星光度1个量级,总辐射能量E_rad≈1×10^54 e

最近(2025年02月左右),天文学家在距离地球80亿光年的地方,也就是在红移z≈0.995(对应共动距离80亿光年)处探测到持续超过2年的高能瞬变现象,峰值光度达1×10^46 erg/s,超过典型超新星光度1个量级,总辐射能量E_rad≈1×10^54 erg,相当于太阳主序期总辐射的100倍;这一现象被命名为AT2021lwx。研究人员通过加利福尼亚州的Zwicky突变观测设施和夏威夷的小行星地球撞击警报系统(Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System,ATLAS)也检测到了这个明亮闪烁的天文现象。英国南安普敦大学菲利普·威斯曼说:“我们是偶然发现了它,......大多数超新星和潮汐破坏事件(黑洞撕裂游荡的恒星时发生的明亮闪光)只持续几个月就消失了。它能够持续两年多,这是非常不寻常的。”观测发现,光变曲线显示非周期性的持续增强特征,与活动星系核(AGN)的准周期振荡(QPO)存在显著差异,多波段观测表明黑体辐射温度T≈2×10^4 K,符合吸积激波模型预测。该事件揭示了极端质量吸积率下的相对论性吸积物理过程:基于广义相对论的Bondi-Hoyle吸积模型,当质量M≈10^5 M☉的分子云(n_H≈10^4 cm^-3)进入史瓦西半径R_s=2GM/c²时,产生磁旋转不稳定性驱动的吸积流;通过Blandford-Znajek机制提取黑洞自转能量,磁化等离子体喷流与星际介质作用产生相对论性激波,符合磁流体动力学(MHD)模拟的冲击波加速模型。吸积盘热辐射(α-disk模型)与反向康普顿散射共同作用,符合观测的黑体谱幂律谱组合特征。该现象验证了超大质量黑洞(SMBH, M≈10^8-10^9 M☉)通过离散吸积事件快速增长的路径,支持自旋演化方程中极端吸积率(M_dot≈1 M☉/yr)的物理可实现性。该事件能量注入达E_feedback≈10^59 erg(能量),为AGN反馈模型提供了极端案例,验证了黑洞-星系质量关系的动力学调控机制。事件发生时宇宙年龄≈6 Gyr(对应ΛCDM模型参数H_0=70 km/s/Mpc, Ω_m=0.3)(60亿岁),为再电离时期(z≈6-10)的SMBH形成机制提供观测约束。此类极端质量比吸积事件可能产生mHz频段的引力波辐射,为未来LISA探测器提供潜在探测目标。ZTF和ATLAS巡天系统通过时域天文学方法(采样率Δt≈3天,极限星等m_lim≈20.5)实现了对瞬变现象的高效捕获,其自动分类算法基于卷积神经网络(CNN)架构,成功区分了该事件与传统超新星(光变时标τ≈100天)和潮汐瓦解事件(TDE, τ≈1年)的差异。

该发现挑战了传统AGN统一模型的连续吸积假设,支持间断性超爱丁顿吸积在SMBH增长中的重要作用。通过X射线多镜面任务(XMM-Newton)的后续观测,已检测到Fe Kα发射线展宽ΔE≈1 keV,证实了吸积盘内区(r≈10 R_g)的强引力红移效应,为检验Kerr度规提供了新的实验平台。


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来源:时序舞者

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