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黑洞喷流可能探秘黑洞中心特性

2019年02月10日 6:45 PDF版 二维码分享

文:萧路 来源:正见网


图:喷流想象图。Credit: NASA

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黑洞是一种非常神秘的天体。目前科学家认为,黑洞具有极其强大的引力,以至于光都无法从其强大的引力中逃脱。然而黑洞的中心是什么样子,具备着怎样的特征呢?这些困扰几十年的问题,最近有了一些新的进展。

来自劳伦斯国家实验室(Lawrence Berkley National Lab)的Kyle Parfrey博士及其合作者最近发表论文,模拟计算了的喷发过程。黑洞喷流一般是由于超大质量黑洞在大量吸积周围星际物质时产生的强力体喷流。这种喷流往往能量极高,且接近光速,因此能从里非常近的位置冲出来。

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超大质量黑洞的喷流往往意味着其所在星系正在发生剧变,有大量的物质落入黑洞并且有很多物质在吸积过程中变成等离子体喷发出来。因此,科学家可以利用这些喷流的性质来探测黑洞中心的特性。

Parfrey博士及其合作者将黑洞附近强引力环境的广义相对论效应和等离子体物理结合在一起,建立了一套数值模拟的电脑程序。在超级的帮助下,研究者们利用数值模拟程序模拟了了黑洞附近的等离子体的运动模式。研究者发现,黑洞的等离子体喷流和正负电子对的产生有关,而正负电子对的产生和黑洞中心附近的结构直接相关。也就是说,可以通过观测等离子体喷流来研究黑洞附近电磁场。

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这些模拟结果能够帮助我们理解喷流的产生和其所在黑洞附近的物理特性。然而,研究者们也发现,现在的计算机能力还远远无法完全模拟喷生的所有物理过程,只能给出一些粗糙的物理描述。

这篇论文发表于2019年1月23日的《物理评论快报》(Physical Review Letter)。

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