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伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校研究黑洞的进食模式可以让我们深入了解它们的大小

导读 2022年1月6日整理发布:超大质量黑洞的质量是太阳的数百万到数十亿倍,通常位于大质量星系的中心。当处于休眠状态且不以周围的气体和恒星为

2022年1月6日整理发布:超大质量黑洞的质量是太阳的数百万到数十亿倍,通常位于大质量星系的中心。当处于休眠状态且不以周围的气体和恒星为食时,SMBH 发出的光很少;天文学家探测它们的唯一方法是通过它们对附近恒星和气体的引力影响。然而,在早期宇宙中,当 SMBH 快速增长时,它们正在以密集的速度积极地喂食或吸积材料,并发出大量辐射——有时甚至超过它们所在的整个星系,研究人员说。

由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校天文学研究生 Colin Burke 和 Yu Shen 教授领导的这项新研究揭示了主动喂养 SMBH 的质量与闪烁模式中的特征时间尺度之间的明确关系。研究结果发表在《科学》杂志上。

从吸积的 SMBH 观察到的光不是恒定的。由于尚未了解的物理过程,它在数小时到数十年的时间尺度上显示出无处不在的闪烁。“有许多研究探讨了观察到的闪烁与 SMBH 质量之间可能的关系,但结果尚无定论,有时还存在争议,”伯克说。

该团队编译了大量主动喂养 SMBH 的数据集,以研究闪烁的可模式。他们确定了一个特征时间尺度,在该时间尺度上模式会发生变化,与 SMBH 的质量密切相关。研究人员随后将这些结果与吸积白矮星(如我们的太阳这样的恒星的残余物)进行了比较,发现即使白矮星的质量比 SMBH 小数百万到数十亿倍,但仍存在相同的时间尺度-质量关系。

研究人员说,闪烁的光是黑洞进食过程中的随机波动。天文学家可以通过测量作为时间尺度函数的可的力量来量化这种闪烁模式。对于增加 SMBH,可模式从短时间尺度变为长时间尺度。这种变异模式的转变发生在一个特征时间尺度上,对于更大质量的黑洞来说,这个时间尺度更长。