5000萬光年外黑洞發現高能伽馬暴爆發(圖)

黑洞伽馬暴

　　北京時間7月7日消息 據每日科學網站報道，通過集中全世界最先進天文望遠鏡的觀測力量，天文學家確定宇宙中一個超能伽馬暴爆發起源於一個星系中心超大質量的黑洞附近。這一發現能夠為揭開宇宙無數星系中心高能「引擎」的神秘工作原理提供重要的新信息。

　　觀測到高能伽馬暴爆發的星系名為M87 ，距地球5000萬光年。M87是一個非常活躍的星系，存在著神奇的噴流現象，噴流又稱宇宙噴流或宇宙噴流燈。早在1918年，天文學家就已經發現M87是一個很不一般的橢圓星系，他們觀測到從橢圓星系M87的核心向外伸出一條細而直的光束，長度大約達5000光年，就像是M87噴出的一束髮光流體，頗為壯觀。

　　天文學家觀測研究發現，在M87星系核心有一個巨大的黑洞，比太陽質量大60多億倍。黑洞其實也是星球，只不過它的密度極大，靠近它的物體都被它的引力所約束，甚至連光都跑不出來。在大質量黑洞強大吸引力的作用下，黑洞周圍被撕碎的恆星、氣體、塵埃等物質，包括電子與質子，盤旋地掉向黑洞。在這個過程當中，物質相互摩擦而產生高熱，其中一部分高熱物質掉進黑洞，而強大的磁場力把另外一部分物質沿黑洞自轉軸的方向拋射出去，形成了一道細長的噴流。

　　早在1998年，天文學家們也曾發現M87星系正在爆發出超能量伽馬射線，射線能量比可見光要高出萬億倍。然而，當時天文望遠鏡並不能確定這種超能量伽馬暴的確切來源。2007年和2008年，天文學家們決定聯合起來，利用更高解析度的甚長基線射電望遠鏡和世界上最先進的伽馬射線望遠鏡對這種高能量伽馬暴進行詳細研究和觀測。

　　美國國家射電天文台天文學家克雷格-沃克爾表示，「利有甚長基線射電望遠鏡陣，綜合各地的伽馬暴觀測結果，我們可以判斷這種超能量伽馬暴來源於M87星系超大質量黑洞的附近區域。」

　　其實以前伽馬射線望遠鏡早已觀測到M87星系的伽馬暴爆發，正是甚長基線射電望遠鏡陣和伽馬射線望遠鏡「聯手」才確定出M87星系超能伽馬暴的確切來源。全球各地相關的大型望遠鏡系統此次都監測到了M87星系所爆發的伽馬暴。當伽馬射線進入地球大氣層時通常會產生一些模糊的藍光閃爍現象，望遠鏡系統以此作為觀測的依據。系統中的敏感相機所拍攝下的數據可以幫助天文學家們推斷伽馬射線的能量和方向。不過，這種方向性的信息並不足以精確到能夠判斷伽馬暴的來源。但是，甚長基線射電望遠鏡陣在解析度方面有了百萬倍的改進。科學家們可以綜合甚長基線射電望遠鏡陣和伽馬射線望遠鏡的觀測結果斷定伽馬射線在黑洞中的確切來源。

　　觀測到伽馬暴爆發的望遠鏡系統有位於美國亞利桑那州的VERITAS望遠鏡陣列、位於非洲納米比亞的歐洲的高能望遠鏡系統(H.E.S.S。)、以及設立在迦納利群島La Palma的MAGIC系統。

　　甚長基線射電望遠鏡陣(VLBA)由10台射電望遠鏡組成，分佈在從夏威夷群島到加勒比海島的廣闊範圍內。10台射電望遠鏡天線的運轉由設在新墨西哥州的索科羅的工作中心控制，10台射電望遠鏡同時對準同一個射電源，在相同的頻率上進行觀測。天線的基線跨度8600千米，最小基線為200千米，獲得與美國領土一樣大小的單天線射電望遠鏡的解析度。比最好的光學望遠鏡的解析度高2～3個數量級。觀測銀河系中心時，可以分辨尺度為幾個天文單位的射電源。 VLBA的解析度是如此之高，打個比方說，通過它你能夠在洛杉磯閱讀放在紐約的報紙。

　　通過甚長基線射電望遠鏡陣，科學家們清晰地發現，M87星系最強能量的伽馬射線中也伴隨有無線電波。沃克爾解釋說，「這種現象表明，超能伽馬暴的爆發位置非常接近於黑洞。」