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西南天文研究所林伟康深度参与发现M87星系中黑洞喷流周期性进动

2023-09-28  

超大质量黑洞、吸积盘和喷流之间的能量传输机制已困扰了物理学家和天文学家一个多世纪。目前,一被广泛接受的理论认为黑洞的角动量是能量的来源,然而,超大质量黑洞的自旋尚没有直接的观测证据。

近期,由来自全球45个研究机构的科研人员组成的国际科研团队通过分析多个甚长基线干涉测量网从2000年至2022年的观测数据,发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性摆动,摆动周期约为11年,振幅约为10度,见图(1)。这一现象符合广义相对论预测的旋转黑洞导致的参考系拖拖曳效应。这项研究成果成功地将M87星系中心黑洞喷流的动力学与该星系中心超大质量黑洞的状态联系起来,为M87黑洞自旋的存在提供了观测证据。这项研究于北京时间2023年9月27日发表在《自然》上,华体育会登录网中国西南天文研究所的副研究员林伟康深度参与了该研究,对其中的数据分析和理论解释均作出了重要贡献。

除了有力地说明了M87的超大质量黑洞自旋的存在,这项成果还提供了关于M87中的黑洞、吸积盘和喷流系统的重要的结构信息。比如,喷流的摆动幅度较。庖馕蹲排缌鞯姆较、吸积盘的角动量和黑洞的自旋轴的方向相近,另外,11年的进动周期也暗示着吸积盘相对比较。庑┙峁剐畔⒍匀蘸笫录咏缤毒档氖莘治龊投允的D舛加泻艽蟮陌镏。

文章链接:https://doi.org/10.1038/s41586-023-06479-6

图(1):上图:2013年至2018年期间每两年合并后的M87喷流结构。下图:基于2000年至2022年数据拟合的喷流角度的变化曲线。绿色点和蓝色点分别来22GHz和43GHz的观测频段的数据。(来源:Yuzhu Cui et al. 2023)

图(2): 林伟康副研究员在解释黑洞的自旋所引起的吸积盘进动。

供稿:西南天文研究所

编辑:李哲 责任编辑:陈涛


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