恒星級黑洞會竊取其伴星的物質,在黑洞強大引力下從伴星流向黑洞,在黑洞周圍形成一個漩渦狀的吸積盤結構,在物質粒子之間的相互高速摩擦下溫度急劇上升,發出劇烈的X射線輻射。
黑洞不會一口將全部獲得的物質都一舉吞下,而是將其中的一部分物質再噴射出來,形成強大的物質噴流結構。這些噴流結構會將能量和質量釋放出去,噴流結構的發育會相應減少黑洞可吞噬的物質來源。
天文學家利用先進設備對這些噴流的成分進行觀察,可以讓一窺黑洞的“飲食習慣”。在射電波段的觀測此前便已經確認在黑洞的噴流中存在幾乎以光速運行的電子。
天文學家使用XMM-牛頓空間望遠鏡對一個編號4U1630–47的黑洞雙星系統開展研究,天文學家稱,檢測到兩種重元素的高度電離的核,分別是鐵和鎳,它證實了黑洞噴流結構的成分豐富,而不僅僅是電子而已。
在第一組觀測中,天文學家探測到來自黑洞周圍吸積盤的X射線輻射,并未在射電波段看到任何明顯的目標,表明噴流并未被激活。在第二次觀測中,他們在X射線波段以及射電波段均接收到了信號,天文學家知道噴流已經處于活躍狀態了。
在對第二輪觀測中得到的X射線數據進行仔細檢查之后,天文學家們還發現在XMM-牛頓望遠鏡的數據中同時可以檢測到接近和遠離望遠鏡視野的鐵離子,這說明這些鐵離子存在于一對雙向噴流之中。
研究人員稱,從這些鐵和鎳離子信號,可以計算出這些噴流的速度非常之高,幾乎達到光速的2/3。在噴流中發現大質量原子核成分說明噴流從黑洞帶走的能量與質量要遠遠高于原有估算,這一結果將對黑洞物質吸積的機制與速率的研究工作產生重要影響。
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