黑洞周围耀斑如何形成?天文学家最新研究利用3D技术更清晰呈现

发布时间:2024-05-27 20:36:54 来源: sp20240527

   中新网 北京4月23日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然-天文学》最新发表一篇论文称,研究人员利用类似医学计算机断层扫描(也称CT扫描)的3D技术,重建了银河系中心超大质量黑洞人马座A*(Sagittarius A*)附近的高能爆发事件图,从而更清晰地呈现了黑洞周围的耀斑是如何形成的。

本次研究成果动画演示。演示视频截图

  该论文介绍,超级计算机模拟显示,以吸积盘结构绕黑洞旋转的物质会在名为耀斑的高能事件中周期性喷发,这类事件可在X射线、红外线和无线电波中观察到。不过,从观测数据中重建这些耀斑的3D结构一直存在挑战。

  在本项研究中,论文第一作者兼通讯作者、美国加州理工学院Aviad Levis和同事及合作者提出了一种新的成像技术,其与CT扫描中使用的技术类似,他们为其命名为“轨道偏振层析成像”。研究团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)在2017年4月11日的观测结果,研究了无线电波长的耀斑的3D外观。

  由于用这个数据集重建3D图像因为距离和亮度变化颗粒细节而存在困难,因而论文作者用一种基于神经网络的新计算机技术,这个神经网络受到黑洞的预测物理性质和电磁辐射过程的约束。他们最后得到的图像显示,耀斑可能源于吸积盘上的两个亮斑,吸积盘几乎是正对地球。

  论文作者总结认为,此次研究更清晰呈现的这些耀斑绕黑洞顺时针旋转,其旋转轨道半径为地日距离的一半(约7500万千米)。重建后的耀斑结构与之前的计算机模拟类似,验证了天文学家对黑洞周围极端环境的大致理解。(完)

【编辑:曹子健】