恒星级黑洞会窃取其伴星的物质,在黑洞强大引力下从伴星流向黑洞,在黑洞周围形成一个漩涡状的吸积盘结构,在物质粒子之间的相互高速摩擦下温度急剧上升,发出剧烈的X射线辐射。
黑洞不会一口将全部获得的物质都一举吞下,而是将其中的一部分物质再喷射出来,形成强大的物质喷流结构。这些喷流结构会将能量和质量释放出去,喷流结构的发育会相应减少黑洞可吞噬的物质来源。
天文学家利用先进设备对这些喷流的成分进行观察,可以让一窥黑洞的“饮食习惯”。在射电波段的观测此前便已经确认在黑洞的喷流中存在几乎以光速运行的电子。
天文学家使用XMM-牛顿空间望远镜对一个编号4U1630–47的黑洞双星系统开展研究,天文学家称,检测到两种重元素的高度电离的核,分别是铁和镍,它证实了黑洞喷流结构的成分丰富,而不仅仅是电子而已。
在第一组观测中,天文学家探测到来自黑洞周围吸积盘的X射线辐射,并未在射电波段看到任何明显的目标,表明喷流并未被激活。在第二次观测中,他们在X射线波段以及射电波段均接收到了信号,天文学家知道喷流已经处于活跃状态了。
在对第二轮观测中得到的X射线数据进行仔细检查之后,天文学家们还发现在XMM-牛顿望远镜的数据中同时可以检测到接近和远离望远镜视野的铁离子,这说明这些铁离子存在于一对双向喷流之中。
研究人员称,从这些铁和镍离子信号,可以计算出这些喷流的速度非常之高,几乎达到光速的2/3。在喷流中发现大质量原子核成分说明喷流从黑洞带走的能量与质量要远远高于原有估算,这一结果将对黑洞物质吸积的机制与速率的研究工作产生重要影响。
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