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利用欧洲空间局(ESA)的XMM-牛顿望远镜以及由日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)主导、ESA和美国国家航空航天局(NASA)参与的X射线成像光谱任务(XRISM),天文学家观测到NGC 3783星系中超大质量黑洞喷发出的超高速外流,其速度达到光速的19%(57000千米/秒)。NGC 3783是一个明亮的棒旋星系,位于半人马座方向,距离地球约1.35亿光年。该星系由英国天文学家约翰·赫歇尔于1835年4月21日首次发现,又名ESO 378-14、LEDA 36101或2XMM J113901.7-374418,是包含47个星系的NGC 3783星系群的主要成员。NGC 3783拥有一个质量达280万倍太阳质量的快速旋转超大质量黑洞。
荷兰空间研究组织(SRON)的天文学家顾立一博士表示:“我们此前从未观测到黑洞如此迅速地产生外流。这是我们首次看到黑洞发出的快速X射线爆发如何立即触发超高速外流,这些外流仅在一天内就形成了。”在为期10天的观测中(主要使用XRISM空间望远镜),天文学家见证了NGC 3783中超大质量黑洞爆发的形成与加速过程。科学家通常认为此类爆发由强辐射驱动,但此次最可能的原因是磁场的突然变化,类似于太阳上引发耀斑的爆发。尽管已知超大质量黑洞会在X射线波段闪烁,但这是天文学家首次清晰观测到X射线爆发期间加速的高速喷流,这一发现来自XRISM迄今为止进行的最长连续观测。
在10天的观测期间,科学家观测到X射线亮度的变化,尤其是在较软的X射线波段。这些变化(包括持续三天的爆发)对于超大质量黑洞而言并不罕见。然而,此次爆发的独特之处在于黑洞吸积盘(围绕黑洞旋转的物质盘)同时喷发出气体。这些气体以极高速度被抛出,最高可达57000千米/秒,即光速的19%。气体似乎来自距离黑洞约50倍黑洞大小的区域,在这个湍流区域,引力与磁力以极端方式相互作用。
研究人员认为,这种喷流是由磁重联过程引起的——磁场的突然重组释放出巨大能量。顾博士表示:“这是研究超高速外流发射机制的独特机会。数据表明,外流的加速由磁力驱动,类似于太阳的日冕物质抛射。日冕物质抛射发生时,大量炽热的太阳等离子体团被抛向太空。超大质量黑洞也能发生类似现象,但这些爆发的能量是太阳爆发的100亿倍,使我们在太阳上观测到的任何现象都相形见绌。”
科学家提出,观测到的黑洞事件与太阳上的类似..
ESA的XMM-牛顿望远镜项目科学家埃里克·库尔克尔斯博士表示:“这一发现源于成功的合作,而合作是所有ESA任务的核心部分。通过聚焦于一个活跃的超大质量黑洞,这两台望远镜发现了前所未见的现象:由耀斑触发的快速超高速外流,让人联想到太阳上形成的外流。令人兴奋的是,这表明太阳物理与高能物理在整个宇宙中可能以惊人相似的方式运作。”该团队的论文发表于2025年12月9日的《天文学与天体物理学》期刊。顾立一等,2025年,利用XRISM深入研究NGC 3783:III.软耀斑期间超高速外流的诞生,《天文学与天体物理学》704卷,A146页;doi:10.1051/0004-6361/202557189。





