黑洞在他们强大的等离子喷气机中的能量远远超过思想

星星被黑洞撕裂

在这家艺术家的渲染方面由美国国家航空航空航天局而言,一颗星的残余物被黑洞撕裂,在黑洞中心周围形成一个圆盘,而喷射器从两侧弹出。喷气机可以几乎透光的速度行进,并且它们沿途释放其高能量。UMBC在Nature Communications的新研究表明,能量耗散发生比以前思想的黑洞中心更远。研究方法,标准统计技术和对来自任何特定喷射模型的假设的最小依赖性,使得调查结果难以争议。结果提供关于喷射形成和结构的线索。信用:美国宇航局

新的研究表明,黑洞在它们的等离子体喷气机离黑洞这一发现解决了长期以来的争论,并为喷气流的形成和结构提供了线索。

星系中心的超大自主黑洞是宇宙中最具巨大的物体。它们的范围从大约100亿到100亿倍的太阳块。这些黑洞中的一些也爆炸了巨大的等离子体的超级加热射流几乎光的速度。喷射流释放这种强大运动能量的主要方式是将其转化为超高能量的伽马射线。然而,UMBC的物理学博士候选人亚当·利亚·哈维说:“这种辐射究竟是如何产生的还是一个悬而未决的问题。”

喷气机必须将其能量放在某个地方,之前的工作不同意在哪里。主要候选人是由围绕宽线区域和分子圆环的气体和光线制成的两个区域。

黑洞的喷流有可能通过释放部分能量,将这两个区域的可见光和红外光转换成高能伽马射线。哈维的新美国宇航局美国资助的一项研究通过提供强有力的证据阐明了这一争议:喷射流主要在分子环面释放能量,而不是在宽线区域。这项研究于去年10月发表自然通讯并由UMBC物理学家Markos Georganopoulos和Eileen Meyer共同撰写。

远离

宽线区域更接近黑洞的中心,距离约为0.3光年。分子环面要远得多——超过3光年。哈维解释说,虽然所有这些距离对非天文学家来说都是巨大的,但这项新工作“告诉我们,在相关尺度上,我们正在远离黑洞的地方耗散能量。”

哈维说:“这一研究结果对于我们了解黑洞发射的喷流非常重要。”哪个区域主要吸收了喷射流的能量,提供了喷射流最初如何形成、加速并变成柱状的线索。例如,“这表明喷气机在较小范围内加速不够快,不足以开始耗散能量,”哈维说。

其他研究人员提出了关于喷气机结构和行为的矛盾思想。然而,由于哈维在其新工作中使用的信任方法,他们希望在科学界广泛接受结果。“结果基本上有助于约束这些可能性 - 那些不同的喷射模型。”

在坚实的基础

为了得出结论,哈维应用了一种被称为“自举”的标准统计技术,对62次黑洞喷流观测数据进行了分析。“在这篇论文之前出现的很多东西都非常依赖于模型。其他论文做了很多非常具体的假设,而我们的方法是非常普遍的,”哈维解释道。“没有太多东西会破坏这种分析。这是一种广为人知的方法,而且仅仅是利用观测数据。所以结果应该是正确的。”

一个被称为种子因子的量是分析的中心。种子因子表明了被喷射转化为伽马射线的光波来自哪里。如果转化发生在分子环上,则期望有一个种子因子。如果它发生在宽线区域,种子因子将不同。

物理学,物理学副教授和哈维顾问之一,最初开发了种子因子概念,但“应用种子因素的想法必须等待有很多坚持不懈的人,而这有人是亚当利亚,”格洛洛斯斯说。

哈维计算了所有62次观测的种子因子。他们发现,种子因子落在一个正态分布中,几乎完美地围绕着分子环面的期望值。这一结果强烈地表明,来自射流的能量在分子环面上释放为光波,而不是在宽线区域。

切线和搜索

Harvey股票认为,他们的导师,Georganopoulos和Meyer,物理学助理教授的支持是项目的成功。“我觉得没有他们让我在很多切线上看并搜索如何做事,这将从未得到它在它的水平,”哈维说。“因为他们允许我真的挖掘它,我能够从这个项目中拔出更多更多。”

哈维认为是一个“观察天文学家”,但补充道,“我真的是一个数据科学家和一个统计日,而不是我是一个物理学家。”他们说,统计数据一直是这项工作中最激动人心的部分。

“我只是觉得,我能够想出方法来创建这样一个与我的个人现实如此不同的奇怪系统的强大研究,这真的很酷。”哈维说。“看看人们用它来做什么会很有趣。”

参考文献:“强大的刷新喷气式飞机散发出他们的动能远离中央黑洞”的亚当利亚W. harvey,Markos Georganopoulos和Eileen T. Meyer,2020年10月30日,自然通讯
DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 19296 - 6

11日评论关于“黑洞以其强大的等离子体射流释放能量的距离比我们想象的远得多”

  1. 我喜欢了解尖端技术,尤其是物理学和宇宙学,还有天文学和观察分析。

  2. 我觉得没有什么可以逃脱一个黑洞..我没有受过教育,但有人可以解释天然气的喷气机如何射出,但很轻松..

    • “我认为没有什么能逃脱一个黑洞..我没有受过教育,但有人可以解释气体喷射的射流可以射出,但光不能轻。”

      黑洞物理学是复杂的,目前大多是暂时的,所以忍受了我。

      It is true that infalling objects do not escape the so called event horizon of the black hole (hence its name – we can’t see what happens within), but physicists has uncovered that it is likely thermal radiation (so called Hawking radiation) gets out. This means black holes are not thermodynamic oddities but presumably has a temperature, entropy and a finite lifetime – however except for the later stages of the thermal radiation evaporating black holes is the presumed radiation much energetic and into the visible glowing range.

      现在轮到喷气机了。我的较长的评论包含了活动星系核[AGN]结构的一些基础,这是一个喷射活动星系的中央超大质量黑洞[SMBH]驱动的能量核心。吸积盘的气体和尘埃物质——已经落向银河核心中心的物质——被漏斗状地吸入黑洞。正如你所说,大部分下落的物质会消失,但在下落之前,它们会被加热并电离成x射线和带电粒子发射等离子体。

      如果黑洞有磁场的SMIDGEN - 它可以稍微净充电,如果收费物质落入它 - 它被黑洞重力大大放大,旋转扭曲它[https://en.wikipedia.org/wiki/astrophysical_jet.]。

      一种解释是,缠结的磁场[2]被组织起来,使两束完全相反的光束与中心光源的距离仅为几度宽(约> 1%)。[3]射流也可能受到广义相对论效应的影响,即所谓的帧拖拽效应。”

      现在,我们来到了一个明确开放的问题,其中一种选择,另一种选择,或者两者兼而有之:

      “然而,带有喷流的高能天体物理源的频率表明,不同机制的组合间接地与相关吸积盘的能量和产生源的x射线发射相结合。两个早期理论被用来解释能量如何从黑洞转移到天体物理喷流:

      ——Blandford-Znajek过程。(14] This theory explains the extraction of energy from magnetic fields around an accretion disk, which are dragged and twisted by the spin of the black hole. Relativistic material is then feasibly launched by the tightening of the field lines.

      ——彭罗斯机制。(15] Here energy is extracted from a rotating black hole by frame dragging, which was later theoretically proven to be able to extract relativistic particle energy and momentum,[16] and subsequently shown to be a possible mechanism for jet formation.”

      我不是这个专家,只是对宇宙学感兴趣的只是很感兴趣:Capat Expor适用。但是,我可以安全地说好持续的yule!

      • 更准确地说,黑洞热辐射是在距离事件视界外很短的距离(所谓的普朗克长度)内产生的——事件视界仍然是通往内部的一张经典的“单程票”。

      • 此外,抱歉令您困惑,但我迷惑了自己,吸管盘磁场是主要的罪魁祸首。(并且我认为那些已经观察到了。)再次,加热将电离一些气体,并且旋转的带电盘将产生场。这比我提出的磁场所做的更多。

        如果磁盘磁场靠近黑洞附近的任何地方,则剩余的Blandford-Znajek过程的基础之后。

    • 问得好,我还想问等离子体为什么会从奇点中射出?

  3. 维维安·罗宾逊|12月25日,2020年下午4:01|回复

    令人惊讶的是,人们在没有什么之外取得了多少。爱因斯坦不相信黑洞。他的1916年关于相对论一般理论的基础的论文表明他引入了近似衍生出野外方程。近似的精确解决方案仍然是近似值。预测黑洞的等式需要超越爱因斯坦的近似之外的两个数学误差以获得结果。更多细节可以在: -

    https://quicycle.com/video/qc0106-dr-vivian-robinson-the-physics-of-einsteins-gravity/
    https://www.youtube.com/watch?v=86mb-D_Sla4&feature=emb_logo

    相信黑洞存在的数学家不理解爱因斯坦的数学。特别是,他们似乎没有理解当x << 1时,1 - x是1/(1 + x)的一个很好的近似。
    相信黑洞的物理学家不了解简单的物理学。对于轨道身体来说,它没有物理上可以获得其紫外线和重力比逆平方法更强。牛顿指着1687年。

    上述介绍给出了在制定他的引力场方程时使用的物理爱因斯坦的精确解决方案。该解决方案预测了事件地平线望远镜协作观察的结构。它使得易于解释为什么大量物体可以射出垂直于其旋转平面的喷射器。

    • 这是一个自我推广链接到伪科学来源。

      我不知道如何看待你试图使用科学、同行评议和剑桥大学的好名字,但它看起来比通常的伪科学兜售更糟糕。

      你自己的描述意味着你不解爱因斯坦方程,也不做任何事件视界望远镜合作所做的工作,当他们向世界展示firs的黑洞阴影图像。因此,2020年诺贝尔物理学奖授予了黑洞物理学和银河系中央特大质量黑洞的3位发现者[https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2020/summary/]。

  4. 他们使用基于几次研究系统的统计重建的引导样本,但是引导统计信息看起来很好。

    种子因子描述了产生从电子产生高能量光子的逆康顿散射的逆康顿散射与喷射电子产生的射流同步辐射,由光波长幅度的比率代替。太好了。

    “我们的发现在喷气机模型上设定了特定的约束:在小于〜1 PC的尺度上没有大量稳态喷射能量耗散。在该距离内,流量必须准直,实现几度的开口角度,同时加速到VLBI研究所需的10-50的批量洛伦兹因子。主要颗粒加速度和随后的10%射线电力26的顺序的耗散必须超出亚PC宽线区域和〜PC刻度分子圆环。这一结论在任何单一来源都没有休息,而是对整个强大的喷气式飞机的人口清晰的可观察品。€

    “我们的结果还认为VLBI核心不是伽马射线排放的主导地点。”

    AGN结构的典型模型[链接上有图1]:

    “典型的AGN由多个组件制成(见右侧):
    -一个吸积盘,物质被漏斗状吸入到超大质量黑洞中。
    -A宽线区域(BLR),其中产生宽和光/紫外线。混响映射研究表明,该区域的内半径与发光度缩放,并且是〜10-100光天(例如,Kaspi等,2005)。
    -一个分子环面,距离超大质量黑洞只有几秒差距。近红外混响研究表明,环面的内半径也随着光度的变化而变化(Suganuma等人,2006年)。
    -窄线区域(NLR),位于距离SMBH约100-300 pc的位置,窄线就是在这里形成的。”
    (http://www.isdc.unige.ch/~ricci/Website/Active_Galactic_Nuclei.html]

    我看到过一些新的变化,组件排列不同,喷射气流以不同的角度指向圆盘环面等等,但总的思想是这样的。

  5. ……宇宙比我们想象的更令人费解,这只是一个回收站的最好例子……
    ......完美的tic-tock ...
    ......虽然......

  6. 如果黑洞能发射任何东西,为什么不能发射光呢?我认为黑洞只是星系中所有能量的引力中心。

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