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美国宇航局监视恒星质量黑洞的罕见X射线爆发

发布时间:2018-05-15

                   

em 6月15日,NASA的Swift在二进制系统V404 Cygni的一颗恒星质量黑洞中发现了一次罕见的X射线爆发。世界各地的天文学家正在观看这一事件。在这个系统中,一颗来自恒星的气体流向太阳质量黑洞。气体不是朝着黑洞旋转,而是积聚在其周围的吸积盘上。每隔几十年,磁盘切换到一种状态,向内发送气体,开始新的爆发。学分:美国宇航局戈达德太空飞行中心 / em

美国宇航局的Swift卫星于6月15日下午2点23分检测到天鹅座星座高能X射线的上升。美东时间。大约10分钟后,在国际空间站上进行的日本实验称为全天空X射线图像监视器(MAXI),它也发现了这个耀斑。

这个爆发来自V404 Cygni,一个位于距离8000光年远的黑洞的二进制系统。每隔几十年,黑洞就会爆发出高能光线,成为X射线新星。直到斯威夫特发现之前,它自1989年以来一直在徘徊。

X射线新星是一种明亮的短寿命X射线源,几天后达到峰值强度,然后在数周或数月内消失。当储存的气体突然冲向中子星或黑洞时,就会发生爆炸。通过研究产生的X射线的模式,天文学家可以确定爆发中心的物体类型。

Swift在马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心的首席研究员Neil Gehrels说:“相对于空间天文台的寿命,这些黑洞爆发是非常罕见的。 “所以当我们看到其中一个发生爆炸时,我们试图抛弃我们所拥有的一切,从无线电波到伽玛射线在整个光谱范围内进行监测。”

天文学家将这种类型的系统归类为低质量的X射线二进制。在天鹅座V404中,一颗比太阳稍微小一点的恒星仅在6.5天内绕其10倍质量的黑洞运行。黑洞的紧密轨道和强大的重力产生了潮汐力,从合作伙伴那里吸引了一股气体。气体传播到黑洞周围的存储盘并加热到几百万度,当它向内下落时产生稳定的X射线流。

但是磁盘在两种截然不同的情况下翻转。在较冷的状态下,气体阻止向内流动,并且刚好像水坝后面的水一样收集在盘的外部。不可避免地,天然气的积聚压倒了大坝,热气体的海啸冲向黑洞。

天文学家津津乐道有机会收集黑洞双星上的同步多波长数据,尤其是与天鹅座V404相近的数据。在1938年和1956年,天文学家发现V404 Cygni在可见光下爆发。在1989年的爆发期间,该系统由日本运营的X射线卫星Ginga和俄罗斯和平号空间站上的仪器观测到。

“现在,V404 Cygni在所有波长上表现出非凡的变化,为我们提供了一个难得的机会来增加这个独特的数据集,”Goddard的Swift团队成员Eleonora Troja说道。

正在进行或计划中的卫星观测涉及美国宇航局的斯威夫特卫星,钱德拉X射线天文台和费米伽玛射线太空望远镜,以及日本的MAXI,欧洲空间局的INTEGRAL卫星以及意大利航天局的AGILE伽马射线任务。喷发后的地面设施包括西班牙在加那利群岛经营的10.4米高的Telescopio Canarias,英国莱德斯特大学的0.5米望远镜,日本早稻田大学的那须射电望远镜和业余天文台。

自爆发开始以来,天鹅座V404多次发射,活动范围从几分钟到几小时不等。 “它一再成为X射线天空中最亮的物体 - 比螃蟹星云亮50倍,这通常是最明亮的光源之一,”欧洲航天局欧洲空间天文学中心INTEGRAL项目科学家Erik Ku​​ulkers说。 。 “这绝对是'一生只有一次职业'的机会。”

在一个星期内,来自V404 Cygni的耀斑在Fermi上产生了70多个“触发”伽马射线爆发监视器(GBM)。这是典型星期内从天空中所有物体看到的触发数量的五倍以上。当GBM检测到伽马射线闪光时会触发GBM,然后向值勤的科学家发送大量包含有关事件信息的电子邮件。

每当GBM从一次触发中恢复时,V404 Cygni就会再次将其关闭,导致电子邮件洪流泛滥。事件促使德国加兴地区马克斯普朗克地外物理研究所的GBM科学家David Yu对社交媒体发表评论:“成就解锁:黑洞垃圾邮箱”。

资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心弗朗西斯雷迪