这项新技术,有助于我们聆听宇宙中沉睡的90%黑洞
宇宙学:唤醒沉睡的巨人
本周《自然》期刊上在线发表的论文Relativistic reverberation in the accretion flow of a tidal disruption event报告了一个通常处于休眠状态的超质量黑洞(SMBH)撕碎了一颗临近的恒星。这项研究分析了收集到的X光数据,这些数据来源于这颗恒星经历的“潮汐瓦解事件”和被吸入超质量黑洞的过程。这篇论文为研究通常处于沉睡状态的黑洞的引力效应开辟了新方法,以及可能可以用于测量黑洞的自旋。
目前我们对超质量黑洞周围时空的了解是基于积极吸积的黑洞,但是90%的超质量黑洞处在休眠状态。潮汐瓦解事件为研究这一数量庞大的黑洞提供了机会。
美国马里兰州大学的Erin Kara 和她的团队使用称为“X射线混响映射”的技术,重新分析了2011年探测到的可能是潮汐瓦解事件的X射线数据,也就是“Swift J1644+57”。他们报告了对铁发射的X射线的回声,又称混响的观测结果。对这些混响的分析揭示出它们来源于吸积流的内部,伴随着以高达一半光速流出的反射气体。
虽然研究者没有估计这个黑洞的自旋,但他们指出,随着未来对气体流动建模的改进,将可能用于测量黑洞的自旋,这样我们不仅可以测量10%的主动吸积黑洞,也可以测量宇宙中90%的休眠黑洞了。
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在这个宇宙早期的模型中,物质趋于自身引力作用下集中。 (深蓝色区域代表更高的物质密度,而高度与引力势有关。)
James Mertens/CWRU
《自然》新闻报道,欧洲和美国的两组科学家首次根据完全的广义相对论对宇宙演进进行了模拟计算,之前的模拟计算都是假设宇宙中的物质是均匀分布的以降低复杂度,但这与现实有显著差异,本次的模拟计算则抛开了这一假设,从而能够更好地解释天文学家日益精确的观测结果。
意大利相对论专家Sabino Matarrese表示,过去的假设可能导致天文学家错误地解释了他们的观测数据,因此得出的“神秘暗能量加速宇宙膨胀”的结论可能也是不靠谱的。他认为本次研究尽管远没有达到真实宇宙的复杂度,但对相对论的“完全拥抱”是“革命性的”。
本次模拟计算所采用的算法来自对双黑洞及其产生的引力波的计算,欧洲和美国两组科学家在模拟时所关注的重点问题不同,欧洲科学家关注“过密度”结构是如何形成的,美国科学家关注宇宙如何膨胀,以及宇宙膨胀产生的时空扭曲如何影响光的传播。
点击“阅读原文”阅读《自然》新闻最新报道Expansion of early Universe modelled in unprecedented detail
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