天文學(xué)家捕捉到強(qiáng)大宇宙噴流的形成
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射電天文學(xué)揭示的3C 279噴流的絲狀結(jié)構(gòu)。a、學(xué)家形成2014年3月10日獲得的捕捉重慶外圍電話（電話微信189-4469-7302）重慶外圍外圍上門外圍女真實(shí)可靠快速安排1.3厘米總強(qiáng)度(左)和線偏振(右)射電天文圖像。雖然a中的到強(qiáng)大宇兩個(gè)圖像都顯示了亮度溫度(色標(biāo))，但右側(cè)的宙噴圖像也顯示了覆蓋為刻度的恢復(fù)的電矢量位置角度。它們的天文長(zhǎng)度和顏色分別與線偏振強(qiáng)度和分?jǐn)?shù)偏振的水平成比例。b，學(xué)家形成2017年4月獲得的捕捉1:1比例的1.3毫米EHT圖像。等高線與我們的到強(qiáng)大宇射電天文圖像相對(duì)應(yīng)，顯示出來(lái)是宙噴為了比較不同的探測(cè)尺度。這些亮度從峰值亮度的天文90%開始，以3/2的學(xué)家形成重慶外圍電話（電話微信189-4469-7302）重慶外圍外圍上門外圍女真實(shí)可靠快速安排連續(xù)因子下降，直到達(dá)到5%。捕捉兩幅圖像都與具有最大亮度的到強(qiáng)大宇像素對(duì)齊。c，宙噴2014年2月25日獲得的7毫米VLBA-布-布拉扎爾方案圖像。b和c左下角的白色橢圓分別表示20 × 20 μas2和150 × 360 μas2卷積光束。uux.cn/顏色條僅指顯示在信用證:https://www.nature.com/articles/s41550-023-02105-7中的信息
（神秘的地球uux.cn）據(jù)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)（諾伯特·容克）：利用地球和太空中的射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)，天文學(xué)家捕捉到了有史以來(lái)最詳細(xì)的超大質(zhì)量黑洞等離子體射流的圖像。噴流以接近光速的速度行進(jìn)，并在其源頭附近顯示出復(fù)雜扭曲的圖案。這些模式挑戰(zhàn)了40年來(lái)用于解釋這些噴流如何形成和隨時(shí)間變化的標(biāo)準(zhǔn)理論。
位于德國(guó)波恩的馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所為觀測(cè)做出了重大貢獻(xiàn)，在那里，所有參與望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)被組合起來(lái)，形成了一個(gè)有效直徑約為100，000公里的虛擬望遠(yuǎn)鏡。
黑洞是宇宙中最明亮和最強(qiáng)大的電磁輻射源。它們是活動(dòng)星系核的一個(gè)子類，包括具有中心超大質(zhì)量黑洞的星系，從周圍的圓盤中吸積物質(zhì)。大約10%的活動(dòng)星系核被歸類為類星體，產(chǎn)生相對(duì)論性等離子體射流。
布拉扎屬于類星體的一小部分，在類星體中，我們可以看到這些噴流幾乎直接指向觀測(cè)者。最近，包括德國(guó)波恩馬克斯·普朗克射電天文學(xué)研究所(MPIfR)科學(xué)家在內(nèi)的一個(gè)研究小組以前所未有的角度分辨率對(duì)blazar 3C 279中噴流的最內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行了成像，并檢測(cè)到了非常規(guī)則的螺旋細(xì)絲，這可能需要修改迄今為止用于解釋活動(dòng)星系中噴流產(chǎn)生過(guò)程的理論模型。
西班牙格拉納達(dá)安達(dá)盧西亞天體物理研究所(IAA-CSIC)的研究員安東尼奧·富恩特斯(Antonio Fuentes)領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)工作，他說(shuō):“多虧了RadioAstron，軌道射電望遠(yuǎn)鏡的距離遠(yuǎn)達(dá)月球，以及分布在地球上的23架射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)，我們獲得了迄今為止blazar內(nèi)部最高分辨率的圖像，使我們首次能夠如此詳細(xì)地觀察噴流的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。”。
射電天文任務(wù)打開的宇宙新窗口揭示了3C 279等離子體射流的新細(xì)節(jié)，3C 279是一個(gè)核心有超大質(zhì)量黑洞的黑洞。該噴流至少有兩條扭曲的等離子體細(xì)絲，從中心延伸超過(guò)570光年。
“這是我們第一次在如此接近噴流起源的地方看到這樣的細(xì)絲，它們告訴我們更多關(guān)于黑洞如何塑造等離子體的信息。GMVA和EHT的另外兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡也在更短的波長(zhǎng)(3.5毫米和1.3毫米)上觀察到了內(nèi)部噴流，但他們無(wú)法檢測(cè)到絲狀形狀，因?yàn)樗鼈兲盗耍瑢?duì)于這個(gè)分辨率來(lái)說(shuō)太大了，”GMVA研究小組成員兼歐洲調(diào)度員Eduardo Ros說(shuō)。
“這顯示了不同的望遠(yuǎn)鏡如何揭示同一物體的不同特征，”他補(bǔ)充道。
來(lái)自布拉扎爾斯的等離子射流并不是直的和均勻的。它們顯示了曲折，顯示了等離子體是如何受到黑洞周圍的力的影響的。天文學(xué)家研究了3C 279中這些被稱為螺旋狀細(xì)絲的扭曲，發(fā)現(xiàn)它們是由噴射等離子體中發(fā)展的不穩(wěn)定性引起的。
在這個(gè)過(guò)程中，他們還意識(shí)到，他們用來(lái)解釋噴流如何隨時(shí)間變化的舊理論不再適用。
因此，需要新的理論模型來(lái)解釋這種螺旋細(xì)絲是如何在如此接近噴流起源的地方形成和演化的。這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，但也是一個(gè)了解這些令人驚嘆的宇宙現(xiàn)象的絕佳機(jī)會(huì)。
“從我們的結(jié)果中產(chǎn)生的一個(gè)特別有趣的方面是，它們表明了限制噴流的螺旋磁場(chǎng)的存在，”目前隸屬于MPIfR的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)成員光說(shuō)。“因此，可能是在3C 279中圍繞噴流順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，指引和引導(dǎo)噴流的等離子體以0.997倍光速的速度運(yùn)動(dòng)。”
研究小組中的另一位MPIfR科學(xué)家Andrei Lobanov補(bǔ)充說(shuō):“以前在河外噴流中也觀察到了類似的螺旋狀細(xì)絲，但規(guī)模要大得多，據(jù)信這是由于不同部分的流以不同的速度移動(dòng)并相互剪切造成的。”“通過(guò)這項(xiàng)研究，我們進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，在這個(gè)領(lǐng)域中，這些細(xì)絲實(shí)際上可以與產(chǎn)生噴流的黑洞附近最復(fù)雜的過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。”
對(duì)3C 279內(nèi)部噴流的研究，現(xiàn)在刊登在最新一期的《自然天文學(xué)》上，擴(kuò)展了正在進(jìn)行的更好地理解磁場(chǎng)在活動(dòng)星系核相對(duì)論性外流初始形成中的作用的努力。它強(qiáng)調(diào)了對(duì)這些過(guò)程的當(dāng)前理論建模仍然存在的許多挑戰(zhàn)，并表明需要進(jìn)一步改進(jìn)射電天文學(xué)儀器和技術(shù)，這為以創(chuàng)紀(jì)錄的角度分辨率對(duì)遙遠(yuǎn)的宇宙物體成像提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。
使用一種稱為甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)的特殊技術(shù)，通過(guò)組合和關(guān)聯(lián)來(lái)自不同射電天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了有效直徑等于參與觀測(cè)的天線之間最大間距的虛擬望遠(yuǎn)鏡。
射電天文項(xiàng)目科學(xué)家尤里·科瓦列夫(Yuri Kovalev)現(xiàn)在在MPIfR工作，他強(qiáng)調(diào)了健康的國(guó)際合作對(duì)實(shí)現(xiàn)這些成果的重要性:“來(lái)自12個(gè)國(guó)家的天文臺(tái)已經(jīng)使用氫鐘與空間天線同步，形成了一個(gè)虛擬望遠(yuǎn)鏡，其大小相當(dāng)于到月球的距離。”
MPIfR主任Anton Zensus是過(guò)去二十年RadioAstron任務(wù)背后的驅(qū)動(dòng)力之一，他說(shuō):“RADIOASTRON的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致類星體3C 279的這些圖像，這是通過(guò)許多國(guó)家的天文臺(tái)和科學(xué)家的國(guó)際科學(xué)合作可能取得的非凡成就。在衛(wèi)星發(fā)射之前，這項(xiàng)任務(wù)花了幾十年的共同規(guī)劃。通過(guò)連接像Effelsberg這樣的地面大型望遠(yuǎn)鏡以及仔細(xì)分析我們?cè)诓ǘ鞯腣LBI相關(guān)中心的數(shù)據(jù)，制作實(shí)際圖像成為可能。”