很多朋友想了解關於黑洞宇宙的一些資料信息，下麵是(揚升資訊www.balincan8.com)小編整理的與黑洞宇宙相關的內容分享給大家，一起來看看吧。很多朋友想了解關於天文的一些資料信息，下麵是(揚升資訊www.balincan8.com)小編整理的與天文相關的內容分享給大家，一起來看看吧。

澎湃新聞見習記者 劉航

一項最新研究發現：積極“進食”的超大質量黑洞吸積盤的亮度閃爍與該黑洞的質量有關。

“質量是黑洞最重要的物理量。了解黑洞的質量對於其他研究的開展非常重要，比如黑洞形成、黑洞對宿主星係的影響等。”研究人員Colin Burke對澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者表示。

盡管天文學家已經有一些方法來間接獲取黑洞的質量，但這些方法都有所局限。比如，通常隻能用在距離地球近（約幾千萬秒差距，1秒差距=3.2616光年）的天體上，還需要非常特殊的條件（例如有非常密集的分子氣體盤圍繞黑洞運行等），或需要大量的望遠鏡觀測時間。此外，使用這種方法測量較暗的吸積盤也很困難。

在這項最新研究中，研究人員發現，吸積盤發出的閃爍光芒可以揭示其中心的超大質量黑洞的質量。這一發現提供了一種用光學觀測來了解超大質量黑洞質量的新方法，而且這種技術不僅適用於黑洞，也適用於某些小而致密的天體，如白矮星。

該研究於北京時間8月13日發布在國際知名學術期刊《Science》上，論文標題為《A characteristic optical variability timescale in astrophysical accretion disks》。研究團隊來自美國伊利諾伊大學、伊利諾伊州宇宙高級研究中心、加州大學等機構，通訊作者為伊利諾伊大學天文係教授沈悅，第一作者為伊利諾伊大學天文學研究生 Colin Burke。

超大質量黑洞（Supermassive black hole）具有數百萬到數十億倍太陽質量，通常位於大質量星係的中心。當它們處於休眠狀態且不“食用”周圍的氣體和恒星時，它們發出的光很少；天文學家探測它們的唯一方法是通過它們對附近恒星和氣體的引力影響。

“超大質量黑洞是宇宙中最極端的物體，也是檢驗基本理論的偉大實驗室。研究它們在宇宙時間內的物理和演化，不僅對增加我們的物理知識很重要，而且對理解大爆炸以來宇宙結構（如恒星、行星、星係和黑洞）的出現也很重要。”沈悅 對澎湃新聞（www.thepaper.cn）記者表示。

研究表示，早期宇宙中，當超大質量黑洞快速增長時，它們會快速積極地“進食”（吸積）物質。黑洞周圍會形成由氣體、星塵和等離子體組成的盤狀結構——吸積盤。當吸積盤的物質向黑洞墜落時，吸積盤的氣體因粘度而減速而達到高溫，散發出大量輻射光，包括可見光、紫外線和X射線。

雖然這些吸積盤（不會比太陽係大多少）比它們整個宿主星係小得多，但它們的亮度常常超過整個星係其他部分的亮度。吸積盤的光並不是恒定的，由於某種未知的物理過程，光在數小時到數十年的時間尺度上顯示出“閃爍”。

“有許多研究探討了觀察到的閃爍與超大質量黑洞質量之間可能的關係，但結果尚無定論，有時還存在爭議。”Burke表示。

此項研究中，該團隊測量了 67 個得到仔細觀測的活躍星係的超大質量黑洞的輻射光通量變化，來確定亮度波動明顯變小的時間尺度（被稱為“阻尼”時間尺度）。他們發現，該時間尺度與大質量黑洞的質量有很大的相關。研究人員隨後將結果與吸積的白矮星進行了比較，發現白矮星也存在同樣的時間尺度與質量的關係。

研究人員表示，閃爍的光是黑洞“進食”過程中的隨機波動。天文學家可以通過測量作為時間尺度函數的可變的力量來量化這種閃爍模式。

“過去，測黑洞質量需要光譜學。但這種測量起來較困難，尤其是對於對小的超大質量黑洞，它們不是很亮。通過光學觀測望遠鏡，比如魯賓天文台，我們就可以直接用光度曲線來測量各種正在吸積的黑洞的質量。”Burke表示。

對於吸積的超大質量黑洞，光的變化模式從短時間尺度變為長時間尺度。這種模式的轉變發生在一個特征時間尺度上，對於質量更大的黑洞來說，該時間尺度更長。

“這些結果表明，吸積過程中光的閃爍是普遍的，無論其中心是超大質量黑洞還是質量較輕的白矮星。”沈悅表示。

有一種黑洞叫做中等質量黑洞（intermediate-mass black hole），它的質量約為太陽質量的100到100000倍。人們預計在宇宙曆史中有大量中等質量黑洞形成，它們可能為之後的超大質量黑洞提供必要的種子。然而，從觀察上看，這種黑洞讓人難以捉摸。隻有一種確認的中等質量黑洞，其質量約為太陽質量的150倍。它是由兩個質量較小的黑洞合並產生的引力波輻射偶然發現的。

“我們希望此項研究能夠用於發現一個正在增長的中等質量黑洞——它是恒星級黑洞和超大質量黑洞中間缺失的一環。”Burke表示。

“這種新的測量方法非常實用。即將會有大量的天文數據，我們可以用來在未來5 - 10年進行大量的測量。”沈悅表示。（2023 年底，智利魯賓天文台將開啟觀測，並收集數十億個物體的閃爍數據。）

提及了解黑洞對人類的意義，沈悅表示，“首先，我認為這滿足人類好奇心的天，了解宇宙的運作（黑洞是我們所知道的最神秘的物體之一）。第二，通過了解黑洞相關的過程，我們可以增加其他實用知識，例如，能量是如何在極端的重力、溫度和密度的環境中產生的。”

責任編輯：李躍群

校對：丁曉

本文到此結束，希望對大家有所幫助呢。