科技工作者之家
加好友
巨型星系M87发出的巨大粒子喷流可以在各种波长的天文学中被观察到。来自法兰克福歌德大学的Alejandro Cruz Osorio博士和Luciano Rezzolla教授与一个包括上海交通大学的Yosuke Mizuno教授在内的国际科学家团队一起，利用复杂的超级计算机计算，成功地开发了一个关于这个喷流形态的理论模型。这些计算得出的图像与天文观测结果进行了前所未有的匹配，并证实了爱因斯坦的广义相对论。
梅西耶87星系（M87）位于距离地球5500万光年的处女座。它是一个拥有12000个球状星团的巨型星系，相比之下，银河系的200个球状星团就显得微不足道了。在M87的中心，藏着一个具有65亿个太阳质量的黑洞。
这是第一个拍摄到其图像的黑洞，该照片由国际研究合作组“事件地平线望远镜”于2019年创建。
这个黑洞（M87*）以接近光速的速度喷射出等离子体，即所谓的相对论喷射，规模为6000光年。为这种喷射提供动力所需的巨大能量可能来自于黑洞的引力，但是像这样的喷射是如何产生的，是什么让它在巨大的距离上保持稳定，目前还没有完全搞清楚。
黑洞M87*吸引着物质，这些物质在一个越来越小的轨道上旋转，直到被黑洞吞噬。喷流是从M87周围的吸积盘中心发射出来的，国际理论物理学家小组现在已经对这个区域进行了非常详细的建模。
他们使用了高度复杂的三维超级计算机模拟，每次模拟使用了惊人的一百万个CPU机时，并且必须同时求解广义相对论方程、电磁学方程和流体动力学方程。
结果得出的模型，其温度、物质密度和磁场的理论计算值与从天文观测中推导出来的结果非常吻合。在此基础上，科学家们能够跟踪射流最内部区域的弯曲时空中的复杂辐射运动，并将其转化为射电图像。然后，他们能够将这些计算机模拟的图像与过去30年中使用大量射电望远镜和卫星进行的观测进行比较。
该研究的主要作者Alejandro Cruz-Osorio博士评论说。"我们对M87的电磁辐射和喷流形态的理论模型与红外、光学和X射线光谱的观测结果惊人地吻合。
上海交通大学李政道研究所的李政道学者，本次论文的三位通讯作者之一Yosuke Mizuno提到，“这告诉我们，超大质量黑洞M87*可能是高度旋转的，等离子体在射流中被强烈磁化，将粒子加速并喷射到数千光年的规模。”
法兰克福歌德大学理论物理研究所的Luciano Rezzolla教授说：“我们计算出的图像与天文观测结果如此接近，这再次证明爱因斯坦的广义相对论是对星系中心超大质量黑洞存在的最精确和自然的解释。虽然仍有替代解释的空间，但我们的研究结果使这个空间小了很多”。
来源：上海交通大学
原文链接：https://news.sjtu.edu.cn//jdzh/20211105/161783.html
版权声明：除非特别注明，本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，不代表本站观点，仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有，如有侵权，请联系删除。
电话：（010）86409582
邮箱：kejie@scimall.org.cn
微信
科技工作者之家
京公网安备11010202008424号
