天鹅座V404黑洞周围探测到中性物质风：每秒300

　北京时间5月17日消息，近日，利用10.4米口径的加那利大型望远镜，一个由天体物理学家组成的国际团队在已知距离地球最近的一个黑洞附近探测到了强烈的中性物质风。

 

　　在超过25年的沉寂之后，天鹅座V404黑洞在2015年6月出现了一次明亮而猛烈的爆发。利用加那利大型望远镜(Gran Telescopio CANARIAS，GTC)，研究团队对该黑洞的吸积盘进行了光学测量。加那利大型望远镜是世界上最大的光学-红外反射望远镜，位于西班牙加那利群岛的拉帕尔马岛上的罗奎克·德·罗斯·穆察克斯天文台。

 

　　他们的观测结果发表在近日的《自然》(Nature)杂志上，显示了一股中性物质(非电离的氢和氦)风的存在。这股风形成于吸积盘的外层，调节着黑洞对物质的吸积过程。这是在黑洞系统中发现这样的风，其速度极高(3000公里每秒)，因而能逃脱黑洞周围引力场的作用。

 

　　南安普顿大学物理学和天文学系的菲尔·查尔斯(Phil Charles)教授是研究团队的成员之一，他说“它的存在使我们得以解释这场爆发，尽管非常明亮而且猛烈，亮度持续变化，大量物质喷流而出，但过程非常短暂，只持续了两个星期。”

 

　　在这次爆发的末期，加那利大型望远镜还探测到了由强风所携物质形成的星云。这是在黑洞系统中观测到这一现象，科学家也得以估计出喷射到星际空间中的物质总量。

 

　　研究第一作者、加那利群岛天文研究所的达里亚斯(Teo Mu?oz Darias)说“来源的亮度和GTC的广大采集范围使我们不仅能探测到强风的存在，也能够测量其性质在分钟尺度上的变化。对于这类物体，此次所获得的数据可能是目前为止最好的。天鹅座V404黑洞的这次爆发，由于其本身的复杂性，以及观测结果在数量和质量上都很高，将帮助我们理解黑洞如何通过吸积盘吞噬物质。”

 

　　“我们认为，GTC在天鹅座V404黑洞观测到的情况在其他地方也会发生，至少是在其他拥有大型吸积盘的黑洞，”查尔斯教授和共同作者、加那利群岛天文研究所的Jorge Casares道。他们二人在1992年发现了天鹅座V404黑洞。

 

　　天鹅座V404黑洞是一个拥有联星系统的黑洞，位于天鹅座内。目前已知这样的系统不到50个。这类系统中黑洞的质量大约为太阳的10倍，它一直再从非常邻近的一颗恒星吸收物质。在这一过程中，恒星的物质被黑洞吞噬并形成一个吸积盘，而吸积盘最深处温度较高的区域会释放出X射线。在吸积盘的外围区域，我们可以通过可见光对其进行研究，这也是GTC能够观测到的光谱部分。

 

　　天鹅座V404距离地球只有8000光年，是已知最靠近地球的的黑洞之一，其具有的吸积盘特别巨大(半径约为1000万公里)，这使得它的爆发在全波长(X射线、可见光、红外线和无线电波)都非常明亮。

 

　　2015年6月15日，天鹅座V404黑洞在超过25年的沉寂之后又爆发。几天之内，它的亮度增加了100万倍，成为天空中最亮的X射线源。加那利大型望远镜于6月17日启动了“临时目标”(target of opportunity)项目——加那利群岛天文研究所的科学家为这类事件而设计——开始对爆发进行光谱分析。

 

　　加那利大型望远镜主要利用OSIRIS成像仪进行观测。在爆发期间的两周内，每天晚上只有1到2个小时的窗口期可供观测。，研究中还涉及了国际伽玛射线天体物理实验室(INTEGRAL)和雨燕(SWIFT)两颗卫星的观测结果，英国的AMI电波干涉仪也贡献了观测数据。