天文学家 天文学家说,神秘的伽马射线可能来自沉睡的黑洞


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宇宙中最有活力的光和粒子一直是个谜 , 因为我们不知道它们来自哪里 。 当然 , 我们可以追踪一些;但是流经宇宙的伽马辐射和中微子比我们能解释的要得多 。 天文学家刚刚找到了其中一些的解释:这些伽马射线来自几乎处于休眠状态的黑洞 。
他们说 , 这可以在不依赖冷(非热)电子的情况下解释宇宙中过量的“软”伽马射线——这一直是一个有问题的解释 , 因为电子在被认为波太短而无法产生高能量粒子 。
【天文学家|天文学家说,神秘的伽马射线可能来自沉睡的黑洞】伽马射线和中微子并不罕见 。 伽马辐射是宇宙中能量最高的光形式 , 它已被探测到极高的能量——太电子伏特范围 。
中微子或幽灵粒子几乎是无质量的粒子 , 它们在宇宙中流动 , 几乎不与任何东西相互作用 。 中微子是我们在高能量下探测到的粒子 。
为了获得这些能量 , 其中的光子和粒子需要宇宙加速器的存在 。 这些应该是高能物体 , 例如超新星残骸 , 或者是积极吞噬物质的黑洞 。
但即使我们考虑了这些高能量来源 , 我们仍然会在较低的“软”能量中留下伽马射线过剩 , 以及中微子过剩 , 这很难解释 。
据日本东北大学天文学家木村茂夫领导的一组研究人员称 , 过剩可能来自一个意想不到的来源:超大质量黑洞 , 该黑洞几乎但不完全处于休眠状态 , 但也不是完全活跃 。
当一个超大质量黑洞活跃时 , 它周围是一个巨大的尘埃和气体盘 , 慢慢地被吸入黑洞 。 在黑洞周围空间中发挥作用的巨大力量加热了圆盘中的物质 , 使其在包括伽马辐射在内的一系列电磁波长范围内燃烧 。
此外 , 一些物质沿着黑洞外部的磁力线被虹吸 , 作为加速器 , 朝向两极 , 在那里它以相当大的光速百分比发射到太空中 。
每个星系都被认为在其中心有一个超大质量黑洞 , 但并非所有星系都活跃 。 例如 , 我们银河系的超大质量黑洞非常贪睡 。
根据木村和他的团队的说法 , 低能量范围的伽马射线过剩——兆电子伏特而不是千兆电子伏特——可能是由超大质量黑洞产生的 , 这些黑洞以如此低的水平吸积 , 以至于在我们地球上的望远镜变得暗淡得多 。
该团队进行了计算 , 并弄清楚了它是如何工作的 。 尽管围绕这些非活动黑洞旋转的物质较少 , 但仍有一些物质 , 而且它仍然会被加热 。
事实上 , 这种热等离子体的温度可能高达数十亿摄氏度——足以产生兆电子伏特范围内的伽马辐射 , 或者我们所说的“软”伽马射线 。
在这种等离子体中 , 质子可以被加速到高速 。 当这些高能质子与辐射和物质相互作用时 , 它们会产生中微子——这也解释了中微子过剩的原因 。 宇宙中有足够多的这些安静的超大质量黑洞 , 至少可以解释这些多余信号的很大一部分 。
到目前为止 , 这只是一个假设 , 但数学上可以验证 。 有了这些信息 , 天文学家应该对将来观测中要寻找什么有更好的了解——而那些莫名其妙的伽马射线之谜将更接近被解开 。
该研究已发表在《自然通讯》上 。

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