钱德拉提高了银河系中心的温度

钱德拉提高了银河系中心的温度

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This 2004 image was produced by combining a dozen observations from the Chandra X-Ray Observatory made of a 130 light-year region in the center of the Milky Way. The colors represent low (red), medium (green) and high (blue) energy X-rays. Thanks to Chandra’s unique resolving power, astronomers have now been able to identify thousands of point-like X-ray sources due to neutron stars, black holes, white dwarfs, foreground stars, and background galaxies. What remains is a diffuse X-ray glow extending from the upper left to the lower right, along the direction of the disk of the Galaxy. The spectrum of the diffuse glow is consistent with a hot gas cloud that contains two components – 10-million-degree Celsius gas and 100-million-degree gas. The diffuse X-rays appear to…

磁化线编织出壮观的银河系挂毯

磁化线编织出壮观的银河系挂毯

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过热的气体和磁场在银河系的中心编织着能量的织锦。这幅新的宇宙杰作的新图像是由美国宇航局钱德拉x射线天文台和南非的MeerKAT射电望远镜的巨大数据拼接而成的。 银河系中心的新全景图是建立在之前钱德拉和其他望远镜的观测基础上的。与以前的成像活动相比，这个最新版本将钱德拉的高能视野扩展到了银河系平面的上方和下方，也就是银河系大多数恒星所在的圆盘。在我们的主图中，来自钱德拉的X射线显示为橙色、绿色、蓝色和紫色，显示不同的X射线能量，而来自MeerKAT的无线电数据则显示为淡紫色和灰色。图片中的主要特征以标注的方式显示。 有一条线特别引人注意，因为它的X射线和无线电发射交织在一起。它垂直于银河系的平面，长约20光年，，但宽度只有它的百分之一。 麻萨诸塞大学阿默斯特分校（University of Massachusetts at Amherst）的Q·丹尼尔·王（Q. Daniel Wang）对这条线的X射线和射电特性进行了一项新研究，表明这些特征是由狭长磁场结合在一起的。这与之前研究的线程中观察到的情况类似。（两条线在图像中都用红色矩形标出。左下角新研究的那条G0.17-0.41，离银河系平面更远。）当磁场沿不同方向排列、碰撞并相互扭曲时，可能会形成这样的条带，这一过程被称为磁重连。这与高能粒子远离太阳的现象相似，这也是造成有时影响地球的太空天气的原因。 通过对这些线索的详细研究，我们可以了解到更多天文学家在该地区观测到的银河系太空天气。这种天气是由一些不稳定的现象造成的，比如超新星爆炸，近距离恒星喷出的热气体，以及来自人马座A*（我们银河系的特大质量黑洞）附近区域的物质爆发。 主图中还标注了从明亮的X射线源（绿色圆圈）、人马座A*周围的尘埃中反射的X射线，以及紫色圆圈和椭圆中的拱门和五角星团、DB00-58和DB00-6、1E 1743.1-28.43、冷气体云和人马座C。 除了这些线团之外，新的全景图还揭示了银河系中心的其他奇观。例如，王的论文报告了巨大的热气羽，它们在银河系平面上下延伸了大约700光年，这里看到的比以往任何时候都更详细。（它们比费米气泡小得多，费米气泡在银河系平面上下延伸约25000光年）。这些羽流可能代表了银河系规模的外流，类似于被驱离太阳的粒子。这些气体可能是由超新星爆炸和最近发生在银河系中心附近的许多磁力重联而变热。银河系中的这种重新连接事件通常不足以被X射线探测到，除了银河系中心能量最高的事件，那里的星际磁场要强得多。 磁重联事件可能在加热存在于恒星之间的气体（星际介质）方面发挥了重要作用。这个过程也可能负责加速粒子以产生像在地球上观察到的那些宇宙射线，并驱动星际介质中的湍流，引发新一代的恒星诞生。 图像显示，磁线倾向于出现在大型热气体羽流的外部边界。这表明羽流中的气体正在驱动磁场，这些磁场相互碰撞，形成了磁力线。 王的论文描述了这些结果，发表在6月的《皇家天文学会月刊》上，预印本可在网上查阅。NASA的马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉项目。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。 图片来源：X射线：NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang；无线电：NRF/SARAO/MeerKAT 更多信息请访问NASA钱德拉X射线天文台。 如欲了解更多钱德拉图像、多媒体及相关资料，请访问: http://www.nasa.gov/chandra

天文望远镜联合对著名黑洞进行前所未有的观测

天文望远镜联合对著名黑洞进行前所未有的观测

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Credits: NASA/GSFC/SVS/M.Subbarao & NASA/CXC/SAO/A.Jubett 2019年4月，科学家们使用事件视界望远镜(EHT)发布了第一张M87星系黑洞的图像。然而，这一非凡的成就仅仅是科学故事的开始。 来自19个天文台的数据即将公布，这些数据有望让人们对这个黑洞及其驱动的系统有前所未有的了解，并改善对爱因斯坦广义相对论的检验。 “我们知道，第一张黑洞的直接图像将是突破性的，”日本国家天文台(National Astronomical Observatory of Japan)的哈达和弘(Kazuhiro Hada)说，他是一项新研究的合著者，该研究发表在《天体物理学杂志通讯》(Astrophysical Journal Letters)上，描述了这一庞大的数据集。“但为了从这张非凡的图像中获得最大的效果，我们需要通过对整个电磁波谱的观测，了解黑洞当时的一切行为。” 超大质量黑洞的巨大引力可以为粒子的喷射提供能量，这些粒子以几乎光速的速度穿越遥远的距离。M87的喷射流产生的光横跨整个电磁波谱，从无线电波到可见光再到伽马射线。这一光谱的光的强度为每个黑洞提供了不同的模式。识别这种模式可以对黑洞的属性（例如，它的自旋和能量输出）提供至关重要的洞察力，但这是一个挑战，因为模式会随着时时间而改变。 科学家们用世界上最强大的地面和太空望远镜来协调观测，收集来自整个光谱的光，以弥补这种变化。这是迄今为止对带有喷射流的超大质量黑洞进行的最大的同步观测活动。 参与此次观测活动的NASA望远镜包括钱德拉X射线天文台、哈勃太空望远镜、尼尔·盖尔·斯威夫特天文台、核光谱望远镜阵列（NuSTAR）和费米伽马射线太空望远镜。 从EHT现在标志性的M87图像开始，一段新的视频将带领观众体验每个望远镜的数据之旅。这段视频显示了许多10倍尺度的数据，包括光的波长和物理大小。（数据在2017年4月获得）。然后，它通过来自全球各地的其他射电望远镜阵列的图像，在每一步中向外移动视野。(方块宽度的比例在右下角以光年表示)。接下来，视野将变为探测可见光（哈勃和斯威夫特）、紫外光（斯威夫特）和X射线（钱德拉和NuSTAR）的望远镜。屏幕拆分显示了这些同时覆盖相同面积天空的图像之间的比较情况。画面最后显示了地面上的伽马射线望远镜和太空中的费米从这个黑洞及其喷射流中探测到的情况。 每台望远镜都能提供有关M87中心这个65亿太阳质量黑洞的行为和影响的不同信息，该黑洞距离地球约5500万光年。 “有多个小组正在紧锣密鼓地研究他们的模型是否与这些丰富的观测数据相匹配，我们很高兴看到整个社会都在使用这个公共数据集来帮助我们更好地理解黑洞和它们的喷射流之间的深层联系。”加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的合著者达里尔·哈格德（Daryl Haggard）说。 这些数据是由来自32个国家或地区的近200个机构的760名科学家和工程师组成的团队，利用全球各地的机构和机构资助的天文台收集。观测时间集中在2017年3月底至4月中旬。 这些数据是由一个由来自32个国家或地区近200个机构的760名科学家和工程师组成的团队收集的，他们使用的天文台由全球各机构资助。观测集中在2017年3月底至4月中旬。 “这组令人难以置信的观测结果包括许多世界上最好的望远镜，”共同作者马来西亚吉隆坡马来亚大学的胡安·卡洛斯·阿尔加巴（Juan Carlos Algaba）说。“这是全世界天文学家为追求科学而共同努力的一个精彩例子。” 第一个结果显示，M87超大质量黑洞周围物质产生的电磁辐射强度是迄今为止所见过的最低的。这为从接近视界的区域到数万光年之外的区域研究黑洞提供了理想的条件。 这些望远镜的数据和当前(以及未来)的EHT观测数据的结合，将使科学家们能够对一些最重要、最具挑战性的天体物理学研究领域进行重要的研究。例如，科学家计划利用这些数据改善对爱因斯坦广义相对论的检验。目前，这些测试的主要障碍是不确定围绕黑洞旋转的物质是否会被喷射出去，特别是确定发射光的特性。 今天的研究解决的一个相关问题涉及被称为宇宙射线的高能粒子的来源，这些粒子不断地从外太空轰击地球。它们的能量可以比地球上最强大的加速器——大型强子对撞机所能产生的能量高出一百万倍。从黑洞发射的巨大喷射流，就像今天的图像中显示的那样，被认为是最高能量宇宙射线的最可能来源，但关于细节还有很多问题，包括粒子被加速的精确位置。因为宇宙射线通过其碰撞产生光，所以最高能量的伽马射线可以精确地确定这个位置，新的研究表明，这些伽马射线很可能不会在事件视界附近产生——至少不会在2017年产生。解决这一争论的关键是将其与2018年的观测结果以及本周收集的新数据进行比较。 “理解粒子加速度对于我们理解EHT图像和喷射流的所有‘颜色’至关重要，”来自阿姆斯特丹大学的合著者塞拉·马尔柯夫说。“这些喷射流设法将黑洞释放的能量输送到比宿主星系更大的尺度，就像一根巨大的电源线。我们的结果将帮助我们计算所携带的能量，以及黑洞喷射流对环境的影响。 这个新的数据宝库的发布恰逢EHT的2021年观测活动，这是自2018年以来首次利用全球范围内的无线电天线阵列进行观测。去年的活动因为COVID-19大流行而被取消，前一年则因为不可预见的技术问题而暂停。就在本周，EHT天文学家又将目标锁定在我们银河系（被称为人马座A*）的超大质量黑洞M87上，连同几个更遥远的黑洞一起进行了6个夜晚的观测。与2017年相比，该阵列得到了改进，增加了三台射电望远镜：格陵兰望远镜、亚利桑那州的基特峰12米望远镜和法国的北方扩展毫米阵列(NOEMA)。 “随着这些数据的发布，再加上观测的恢复和改进的EHT，我们知道许多令人兴奋的新结果即将出现，”耶鲁大学的合著者米斯拉夫·巴洛科维奇（Mislav Baloković） 说。 描述这些结果的《天体物理杂志通讯》可以在这里获取。 参考来源： https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/telescopes-unite-in-unprecedented-observations-of-famous-black-hole.html

有时粉色的黑洞更漂亮

有时粉色的黑洞更漂亮

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This false-color image, taken by the Chandra X-Ray Observatory in 2012, shows an extraordinary outburst from a black hole – where its X-ray output increased at least 3,000 times – in the galaxy M83. Chandra observed what is called a ULX, or ultraluminous X-ray source. The remarkable behavior of this ULX in M83 provides direct evidence for a population of older, volatile, stellar-mass black holes. Learn more about this black hole and view other images. Image Credit: Optical: ESO/VLT; Close-up – X-ray: NASA/CXC/Curtin University/R.Soria et al., Optical: NASA/STScI/Middlebury 这张由钱德拉X射线天文台于2012年拍摄的假彩色图像显示了M83星系中一个黑洞的异常爆发——其X射线输出至少增加了3000倍。钱德拉观测到了ULX，即超光X射线源。M83中的这个ULX的非凡行为，为更古老的、不稳定的、具有恒星质量的黑洞群提供了直接证据。 了解更多关于这个黑洞的信息，并查看其他图片。 图片来源：光学：ESO/VLT；特写-X射线。NASA/CXC/科廷大学/R.Soria等人，光学：NASA/STScI/Middlebury。