“天鹅座X-1”不雅测刷新宇宙演变模型 黑洞喷流释放堪比一万颗太阳能量

论文揭橥在《天然·天文学》上，研究团队以有名的X射线双星体系“天鹅座X-1”为目标，这一体系包含已被确证的首个黑洞以及一颗质量巨大年夜的超巨星。 不雅测成果注解，该体系产生的喷流在瞬时输出的能量层面上，可与约一万颗太阳的能量相匹敌。

为实现这一测量，科学家将分布在全球各地的射电千里镜进行联机，构建出“地球级口径”的不雅测阵列，从而在极高角分辨率下捕获喷流在轨道周期中的细微变更。 研究指出，当黑洞绕着伴星运行时，超巨星强劲的恒星风赓续冲击喷流，使喷流偏向偏转、轨迹扭捏，类似强风吹乱喷泉水柱的情况。

经由过程同时分析恒星风的强度与喷流被偏折的幅度，团队初次在“及时”标准上反推喷流功率，而非像以往那样只做横跨成千上万年时光标准的经久平均估算。 成果显示，黑洞邻近物质向内坠落过程中所释放能量的大年夜约一成，被喷流以高速抛出并注入四周情况，这一比例与经久以来宇宙大年夜标准数值模仿中的常用假设高度吻合，但此前一向缺乏直接不雅测验证。

研究还给出了喷流速度这一关键参数：喷流物质以约光速一半的速度射出，大年夜约为每秒15万公里（约9.3万英里），这一数值几十年来一向难以精确肯定。 论文第一作者、现工作于牛津大年夜学的Steve Prabu博士形象地将这些被恒星风赓续“推打”的喷流称为“跳舞的喷流”，用以描述它们在双星轨道活动中偏向一向变更的动态气候。

合著者之一、来自科廷大年夜学射电天文学研究所和国际射电天文学研究中间科廷分部的James Miller-Jones传授指出，此前的技巧手段重要给出的是喷流在极长时光基线上的平均功率，很难与物质落入黑洞时即时产生的X射线辐射一一对应。 在本次研究中，因为可以或许在轨道周期内持续追踪喷流受恒星风弯折的程度，科学家得以将喷流能量与X射线能量在同一时光标准长进行直接比较。

跟着正在澳大年夜利亚西部和南非扶植的平方公里阵列射电千里镜等新一代大年夜科学装配投入运行，天文学家估计将探测到来自数百万个遥远星系的黑洞喷流旌旗灯号。 研究团队表示，有了这一次对“天鹅座X-1”的标杆性测量，将来在统计和解释这些宏大年夜样本的整体能量输出时，将能更精确地评估黑洞对宿主星系气体、恒星形成甚至大年夜标准宇宙构造的反馈感化。

Miller-Jones传授强调，理论广泛认为，不论黑洞质量大年夜小，其邻近的物理过程在本质上高度类似，从恒星级黑洞到超大年夜质量黑洞皆然。 是以，本次对“天鹅座X-1”喷流功率的精确测定，为懂得不合标准黑洞喷流供给了一个重要“锚点”，可用来校准质量是太阳10倍到一切切倍级其余各类黑洞喷流模型。

研究指出，黑洞喷流是改变四周情况、塑造星系演变的关键物理机制之一，它们可以把能量和物质注入星系际空间，克制或触发新一代恒星形成，从而在宇宙汗青中扮演“调节器”的角色。 本次应用“跳舞的喷流”进行的功率测量，为这一宏不雅图景增长了坚实的不雅测基准，有望推动人类对黑洞及其喷流在宇宙演变中核心肠位的进一步懂得。