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標題: 天文學家偵測到由黑洞相撞產生的電磁波訊號 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2020-7-21 09:18 PM 標題: 天文學家偵測到由黑洞相撞產生的電磁波訊號

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　　愛因斯坦的廣義相對論(general relativity)預測了兩個超大質量的物體﹐如黑洞相撞時會產生時空間的重力波(gravitational waves)。由於黑洞的超大質量會使空間扭曲﹐光線無法脫離﹐因此天文學家也認為該種相撞事件應該無法藉由電磁波訊號來偵測。
　　然而﹐在去年所偵測到的一起黑洞相撞事件中﹐天文學家自同一訊號產生處偵測到了電磁波訊號﹐其推論此訊號很有可能來自該相撞事件。該研究已發表於《物理評論快報》(Physical Review Letters)上。
　　雷射干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory﹐LIGO)與歐洲引力天文台(European Virgo)於去年5/21時偵測到了黑洞相撞產生的重力波訊號﹐該事件命名為S190521g。與此同時﹐加州理工學院的茲威基瞬變設施(Zwicky Transient Facility﹐ZTF)也正在搜索所有在太空中發生的天體閃耀﹑爆發事件﹐而其在一超大質量黑洞(supermassive black hole)附近偵測到了電波訊號J1249+3449﹐其來源區域恰好與S190521g相同。
　　該團隊推論﹐此電波訊號很有可能是S190521g的黑洞相撞事件產生的。加州理工學院的天文學教授﹐馬修·格雷厄姆(Matthew Graham)表示﹕「該電波訊號產生的時間與地點都與產生重力波的事件吻合。我們的研究推論﹐此訊號非常有可能來自該相撞事件﹐但仍有其他無法去除掉其他可能性存在」。
　　格雷厄姆提出了一種可能性解釋為何黑洞相撞會產生電磁波訊號﹕該對相撞的黑洞恰好位於另一個更大質量黑洞的吸積盤區域(accretion disk)。來自紐約市立大學(City University of New York)﹐且為該論文的共同作者﹐薩維克·福特(Saavik Ford)補充﹕「在超大質量黑洞的吸積盤區域中﹐流動的氣體會整合圍繞在周圍的黑洞﹐使其成對運轉」。而當互相運行的黑洞對慢慢接近﹑相撞合併後﹐新產生﹑質量較大的黑洞會朝隨機方向移動﹐擾動吸積盤高速流動中的氣體。參與該研究的巴里·麥克南表示就是此種高速擾動的事件產生了ZTF所偵測到的電磁波閃耀訊號。
　　雖團隊試圖取得更細微的光譜訊號﹐但由於在發現該訊號時已過數週的時間﹐訊號源已減弱至無法觀測了。然而﹐團隊表示其已藉由模型計算過濾掉了其他種可能的事件﹐包括超新星爆發(supernova)與黑洞撕裂行星的星潮汐破壞現象(tidal disruption event)。此外﹐藉由加州理工學院的即時瞬變巡天計畫(Real-Time Transient Survey)﹐其能夠取得該黑洞過去十五年的活動資料﹐而其顯示該黑洞在2019時活動現象是正常的﹐因此也能去除掉一般黑洞活動的可能性。
　　新產生的黑洞很有可能在未來幾年再次進入吸積盤區域﹐屆時ZTF很有可能能夠再次偵測到另一起類似的事件。如此一來便能更加瞭解此種罕見的天文現象。

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