NASA的哈勃和钱德拉发现一对超大质量黑洞

NASA的哈勃和钱德拉发现一对超大质量黑洞

Byora-ito

就像两位相扑选手对峙一样，我们观测到了距离最近的一对超大质量黑洞。这两个黑洞相距约300光年，是通过NASA的哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台探测到的。这些黑洞深埋在一对正在碰撞的星系中，由内落的气体和尘埃提供燃料，使其作为活跃星系核（AGN）发出明亮的光芒。

船帆座脉冲星风星云在NASA IXPE的新图像中飞行

船帆座脉冲星风星云在NASA IXPE的新图像中飞行

ByNASA中文

大约一万年前，船帆座的一颗巨星爆炸发出的光到达了地球。这颗超新星留下了一个被称为脉冲星的致密物体，它在旋转时似乎有规律地变亮，就像一座宇宙灯塔。从这颗脉冲星的表面，出现了以接近光速传播的粒子风，形成了带电粒子和磁场的混乱大杂烩，并与周围的气体相撞。这种现象被称为脉冲星风星云。 这张照片显示了船帆座脉冲星风星云。浅蓝色代表来自NASA X射线成像偏振探测器的X射线偏振数据。粉色和紫色对应于NASA钱德拉X射线天文台的数据，该天文台此前曾多次观测到船帆座。NASA的哈勃太空望远镜拍摄了背景中的恒星。单击此处查看未标记的图像。 影像来源：X射线： (IXPE) NASA/MSFC/Fei Xie & (Chandra) NASA/CXC/SAO；光学：NASA/STScI Hubble/Chandra；由NASA/CXC/SAO/Kimberly Arcand & Nancy Wolk处理和合成 在这张新图像中，朦胧的浅蓝色光晕对应于船帆座有史以来第一次X射线偏振数据，这些数据来自NASA的X射线成像偏振探测器（IXPE）。一条指向右上角的淡蓝色模糊线对应着一股以大约一半光速的速度从脉冲星中射出的高能粒子流。粉红色的X射线“弧”被认为标记环形区域的边缘，在那里脉冲星风冲击并加速高能粒子。脉冲星本身位于图像中心的白色圆圈处。 粉色和紫色对应于NASA钱德拉X射线天文台的数据，该天文台此前曾多次观测到船帆座。这些金色的星星是由NASA的哈勃太空望远镜拍摄。 偏振测量与电磁波的组织方式有关，它让科学家们对脉冲星这样的宇宙物体如何将粒子加速到高速有了前所未有的了解。 “通过IXPE，我们正在使用像船帆座这样的极端天体作为实验室，来研究天体物理学中一些最紧迫的问题，比如在恒星爆炸后很久粒子如何被突然加速到接近光速的速度。”NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心的高级科学家菲尔·卡里特说。 在最近的一项研究中，科学家们对他们在船帆座脉冲星风星云的X射线中发现的高度偏振感到惊讶。IXPE对该天体的观测结果发表在12月的《自然》杂志上。 “这是迄今为止在天体X射线源中测量到的最高偏振度。”《自然》研究的主要作者、中国广西南宁的广西大学教授、位于罗马的意大利国家天体物理研究所/太空天体物理和行星学研究所（INAF/IAPS）的博士后研究员谢飞说。 来自NASA的X射线成像偏振探测器（IXPE）对船帆座脉冲星风星云的观测图像。这些颜色代表不同的X射线强度，最亮的区域为红色，最暗的区域为蓝色。黑线给出了基于IXPE数据的磁场方向，而银线给出了基于澳大利亚望远镜致密阵列的无线电数据的磁场方向。灰色轮廓显示了来自钱德拉数据的X射线强度。脉冲星位于最亮的X射线发射中心附近。 影像来源：Xie et al, 2022 (Nature) 高极化意味着电磁场组织良好；它们在特定的方向上排列，并取决于它们在星云中的位置。更重要的是，IXPE探测到的X射线来自脉冲星风星云磁场中螺旋运动的高能电子，称为“同步加速辐射”。高度极化的X射线意味着这些磁场也必须组织有序。 参与IXPE数据分析的斯坦福天体物理学家罗杰·W·罗曼尼表示，与周围有一层物质外壳的超新星遗迹不同，X射线的高度偏振“表明电子没有被其他X射线源中似乎很重要的湍流冲击加速”。相反，这肯定有一些其他的过程参与其中，比如磁场重联，它涉及磁力线的断裂和连接。这是磁能转化为粒子能量的一种方式。 IXPE数据还表明，磁场在脉冲星赤道周围排列成光滑的环形结构。这个形状符合科学家的预期。 “IXPE X射线偏振测量为船帆座脉冲星风星云之谜增添了一个缺失的部分。”位于罗马的INAF/IAPS的研究员亚历山德罗·迪马尔科对数据分析做出了贡献，他说道。“通过以前所未有的分辨率绘制地图，IXPE揭示了中心区域的磁场，显示出与从外层星云的无线电图像获得的结果一致。” 船帆座脉冲星距离地球约1,000光年，直径约15英里（25公里），每秒旋转11次，比直升机旋翼还要快。 有关IXPE任务的更多信息 作为NASA小型探险家系列任务系列的一部分，IXPE使用猎鹰9号火箭于2021年12月从NASA位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。它现在在地球赤道上方370英里（约595公里）的轨道上运行。这项任务是NASA和意大利航天局的合作项目，合作伙伴和科学合作者来自13个国家。鲍尔航空航天公司以及总部设在科罗拉多州布鲁姆菲尔德管理航天器的运作。 参考来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/ixpe/feature/vela-pulsar-wind-nebula-takes-flight-in-new-image-from-nasa-s-ixpe

NASA的钱德拉在碰撞过程中发现了巨大的黑洞

NASA的钱德拉在碰撞过程中发现了巨大的黑洞

ByNASA中文

正如我们最新的新闻稿中所讨论的那样，使用NASA钱德拉X射线天文台的一项新研究跟踪了矮星系碰撞过程中的两对超大质量黑洞。这是这种即将发生的碰撞的第一个证据，为科学家提供了关于宇宙早期黑洞生长的重要信息。 根据定义，矮星系包含的恒星的总质量小于30亿个太阳，大约是银河系的20倍。天文学家长期以来一直怀疑，矮星系合并，特别是在相对早期的宇宙中，是为了成长为今天所见的更大的星系。然而，目前的技术无法观测到第一代矮星系合并，因为它们在遥远的距离上非常微弱。另一种策略（寻找更近距离的矮星系合并）迄今尚未成功。 这项新研究克服了这些挑战，对钱德拉X射线观测进行了系统的调查，并将其与NASA广域红外线巡天望远镜（WISE）的红外数据和加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）的光学数据进行了比较。 钱德拉在这项研究中特别有价值，因为黑洞周围的物质可以被加热到几百万度，产生大量的X射线。该团队在碰撞的矮星系中寻找成对的明亮X射线源作为两个黑洞的证据，并发现了两个例子。 其中一对位于距离地球7.6亿光年的Abell 133星系团中，如左图所示。钱德拉X射线数据为粉红色，CFHT的光学数据为蓝色。这对矮星系似乎处于合并的后期阶段，并显示出由碰撞产生的潮汐效应造成的长尾。这项新研究的作者将其命名为“Mirabilis”，这是一种濒危蜂鸟，以其异常长的尾巴而闻名。之所以只选择了一个名字，是因为两个星系几乎已经合并成一个了。钱德拉的两个来源显示了每个星系黑洞周围物质的X射线。 另一对是在距离我们32亿光年远的Abell 1758S星系团中发现的。来自钱德拉和CFHT的合成图像如右图所示，使用了与Mirabilis相同的颜色。研究人员以马塞尔·普鲁斯特小说《追忆似水年华》（In Search of Lost Time）中的虚构艺术家的名字，给正在合并的矮星系起了个绰号叫“Elstir”和“Vinteuil”。Vinteuil是上面的星系，Elstir是下面的星系。两者都有钱德拉源与之相关，同样来自每个星系中黑洞周围物质的X射线。研究人员认为，这两个星系处于合并的早期阶段，通过引力相互作用，形成了一个由恒星和气体组成的桥梁，将两个碰撞的星系连接起来。 黑洞和矮星系合并的细节可能会让我们了解银河系的过去。科学家们认为，几乎所有的星系都是从矮星系或其他类型的小星系开始，并在数十亿年的时间里通过合并而成长。对这两个系统的后续观测将使天文学家能够研究对了解宇宙早期阶段的星系及其黑洞至关重要的过程。 一篇描述这些结果的论文发表在最新一期的《天体物理学杂志》上，可以在这里获取。这项研究的作者是来自阿拉巴马大学塔斯卡卢萨分校的马尔科·米契奇、奥利维亚·霍尔姆斯、布伦娜·威尔斯和吉米·欧文。 NASA的马歇尔太空飞行中心管理着钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着来自马萨诸塞州剑桥的科学操作和来自马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。 图片来源：X射线： NASA/CXC/Univ. of Alabama/M. Micic et al.; 光学：International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA< 如欲了解更多信息，请访问NASA的钱德拉X射线天文台。 有关更多钱德拉图像、多媒体和相关材料，请访问： http://www.nasa.gov/chandra 参考来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/nasas-chandra-discovers-giant-black-holes-on-collision-course.html