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黑洞噴流可能探秘黑洞中心特性

奇聞 怡君 3个月前 (02-15) 96次浏览

圖:黑洞噴流想象圖。Credit: NASA

黑洞是一種非常神秘的天體。目前科學家認為,黑洞具有極其強大的引力,以至於光都無法從其強大的引力中逃脫。然而黑洞的中心是什麼樣子,具備著怎樣的特徵呢?這些困擾科學家幾十年的問題,最近有了一些新的進展。

來自勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkley National Lab)的Kyle Parfrey博士及其合作者最近發表論文,模擬計算了黑洞噴流的噴發過程。黑洞噴流一般是由於超大質量黑洞在大量吸積周圍星際物質時產生的強力等離子體噴流。這種噴流往往能量極高,且接近光速,因此能從里黑洞中心非常近的位置衝出來。

超大質量黑洞的噴流往往意味著其所在星系正在發生劇變,有大量的物質落入黑洞並且有很多物質在吸積過程中變成等離子體噴發出來。因此,科學家可以利用這些噴流的性質來探測黑洞中心的物理特性。

Parfrey博士及其合作者將黑洞附近強引力環境的廣義相對論效應和等離子體物理結合在一起,建立了一套數值模擬的電腦程序。在超級電腦的幫助下,研究者們利用數值模擬程序模擬了了黑洞附近的等離子體的運動模式。研究者發現,黑洞的等離子體噴流和正負電子對的產生有關,而正負電子對的產生和黑洞中心附近的電磁場結構直接相關。也就是說,可以通過觀測等離子體噴流來研究黑洞附近電磁場。

這些模擬結果能夠幫助我們理解噴流的產生和其所在黑洞附近的物理特性。然而,研究者們也發現,現在的電腦能力還遠遠無法完全模擬噴流產生的所有物理過程,只能給出一些粗糙的物理描述。

這篇論文發表于2019年1月23日的《物理評論快報》(Physical Review Letter)。

文:蕭路 來源:正見網


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