作者:杨军等 来源:MNRAS 发布时间:2016/7/5 15:03:39
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天文爆发事件中探测到“新生”射电喷流

    欧洲VLBI网(EVN)观测图像(左)以及顶级精度的相对位置测量(右)。右图表明Swift J1644+57的喷流无明显的横向运动,速度上限为0.3倍光速。

最近,射电天文学家前所未有地在一起罕见的超大质量黑洞吞噬恒星引发的爆发事件中发现了极其致密的射电喷流。理论预测,当恒星运动到超大质量黑洞附近时,在黑洞强大引力场的潮汐力支配下,整个恒星会被“撕裂”成气体流,其中约一半质量的气体会被黑洞捕获后环绕黑洞形成一个吸积盘。在此过程中释放出大量的引力能,一部分转化为电磁辐射,导致在几乎整个电磁波谱上都出现强烈的爆发现象。在某些特定的物理条件下,黑洞和吸积盘系统会将部分物质以接近光速的速度抛射出去,形成喷流。Swift J1644+57是一颗距离银河系约47亿光年的星系,2011年3月观测到一次剧烈的爆发事件,它是第一个据信存在高速相对论性喷流的超大质量黑洞潮汐瓦解恒星事件,因此对理解宇宙天体之间弱肉强食的残酷竞争非常关键。

由瑞典昂萨拉空间天文台的杨军(中国科学院上海天文台客座教授)领导的国际团队利用甚长基线干涉测量(VLBI)技术对Swift J1644+57进行了长达三年的跟踪观测,探测到“新生”射电喷流并限定了喷流的速度。利用分布在欧亚大陆的十多个射电望远镜组成的甚长基线干涉网(European VLBI Network),合成了一个尺寸接近于地球大小的超级望远镜。利用该超级望远镜阵列,该团队长期监测了Swift J1644+57喷流的位置变化,获得了世界顶级水平的测量精度(约10微角秒),这相当于观测月球上一枚1元硬币所张开的角度。

杨军说:“拥有如此高精度的测量,加上长达三年的射电监测,可确保我们探测到几十亿光年距离上遥远星系Swift J1644+57射电辐射结构的微弱结构变化”。“我们发现了射电喷流极其致密、非常稳定、没有任何明显的运动迹象。”杨军进一步补充道。对于此结果,荷兰VLBI联合研究所(JIVE)的高级科学家Zsolt Paragi解释到:“新形成的喷流与星系中的星际介质相互碰撞会导致其很快减速,以及以前的研究中发现的极小喷流视角,都有可能导致其喷流呈现出极其致密的观测特征。”这些最新结果开启了对宁静星系中央超大质量黑洞被激活后产生“新生”喷流研究的窗口。

上海天文台研究员安涛强调:“此次观测中,不仅孔径较大的射电望远镜发挥了重要作用,而且孔径较小的望远镜,如中国佘山和南山的25米、瑞典昂萨拉(Onsala)的25米望远镜也功不可没。因为这些小望远镜的射电波束宽,能够同时观测Swift J1644+57和临近的参考源,在数据校准中发挥了关键作用。”

此篇文章发表于《皇家天文学会月刊快报》(MNRAS Letters)。(来源:中科院上海天文台)

 
 
 
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