填補觀測空白,首偵測到來自銀河中心黑洞人馬座 A* 的中紅外線耀斑

作者 | 發布日期 2025 年 01 月 17 日 12:11 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 line share Linkedin share follow us in feedly line share
填補觀測空白,首偵測到來自銀河中心黑洞人馬座 A* 的中紅外線耀斑

利用韋伯太空望遠鏡 MIRI 儀器,一個國際天文團隊首次捕捉到來自銀河系中心超大質量黑洞人馬座 A*(Sagittarius A*)發出的中紅外閃光,這些耀斑強度、頻率與以往觀測不同,顯現黑洞周圍環境動態變化。

自 1990 年代初以來,科學家一直積極觀測質量約太陽 400 萬倍的銀河系超大質量黑洞──人馬座 A*,它常出現能在多個波長觀察到的耀斑,使科學家更了解黑洞如何產生光。

但就算事件視界望遠鏡在 2022 年對人馬座 A* 首次進行直接成像,迄今人馬座 A* 的中紅外觀測(Mid-IR)數據仍然缺失,導致科學家對耀斑產生原因的理解程度存在差距,並質疑理論模型是否完整。

中紅外光波長比可見光長、比無線電波短,而韋伯太空望遠鏡專長之一就是使用中紅外線儀(MIRI)捕捉宇宙現象,透過該望遠鏡,由哈佛-史密松天體物理中心領導的科學團隊首次偵測到來自人馬座 A* 的中紅外線(mid-IR)耀斑,同時發現無線電耀斑落後前者一步發出。

▲ 當帶電電子以接近光速的速度沿著超大質量黑洞磁場線移動,耀斑發射會增強。

之前許多模擬顯示人馬座 A* 的耀斑由超大質量黑洞吸積盤的磁場線聚集引起,當兩條磁力線接近,它們會發生磁重聯現象並釋放大量能量,將電子加速到接近光速(稱為同步輻射),帶電電子以近光速沿著黑洞磁場線移動時能增強耀斑發射。

由於中紅外線位於亞毫米與近紅外線之間,研究人員還無法 100% 確定中紅外線耀斑產生原因,但比較模型與觀測結果,團隊認為中紅外波段耀斑由冷卻電子的同步輻射提供動能。

這是科學家第一次探測到人馬座 A* 中紅外線發射,進一步填補無線電波與近紅外光之間的空白觀測地帶,團隊建議這種多波長方法應該繼續用於研究 Sgr A* 並嘗試延伸至其他天體,比如 M87* 超大質量黑洞。

研究成果首於美國天文學會第 245 屆會議發表,之後將刊登於《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

(圖片來源:哈佛-史密松天體物理中心

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