宇宙煙火秀!韋伯望遠鏡捕捉銀河系中心黑洞劇烈閃焰 - 國際 - 自由時報電子報

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宇宙煙火秀!韋伯望遠鏡捕捉銀河系中心黑洞劇烈閃焰

藝術家想像圖呈現銀河系中心黑洞人馬座A*及其熾熱吸積盤,韋伯望遠鏡觀測到盤中劇烈閃焰與高速閃爍,顯示其能量規模遠超太陽閃焰。(圖取自NASA官網)

2025/02/25 09:16

〔編譯陳成良/綜合報導〕美國航太總署(NASA)韋伯太空望遠鏡(JWST)的最新觀測結果,揭示了銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*(Sagittarius A*)及其周圍吸積盤前所未見的劇烈活動。持續不斷的閃焰與爆發,猶如一場規模宏大的宇宙能量釋放事件,其光芒甚至可以照亮26,000光年外的星際空間。

據《每日科技網》(scitechdaily)報導,本研究由西北大學(Northwestern University)尤瑟夫-扎德(Farhad Yusef-Zadeh)教授領導的研究團隊進行,利用韋伯太空望遠鏡的近紅外線相機(NIRCam)對人馬座A*及其周圍吸積盤進行了為期一年的觀測,總觀測時數達48小時,每次觀測時間為8至10小時。

觀測數據顯示,人馬座A*的吸積盤呈現出劇烈且無規律的亮度變化,其光變曲線涵蓋了從持續數秒的微弱閃爍到每日數次發生的強烈爆發等不同尺度的現象。部分亮度變化甚至持續數月之久。這些高頻率的活動皆發生在距離黑洞事件視界極近的區域,顯示人馬座A*正以一種複雜且動態的方式吸積周圍物質。

研究團隊發現,人馬座A*的吸積盤每天約產生5至6次主要閃焰,並伴隨多次較小的次閃焰或微弱爆發。這種多樣化的光變模式,暗示了吸積盤內部複雜的物理過程。

關於這些劇烈活動的成因,研究團隊提出兩種可能的解釋:

其一,微弱的閃爍可能是吸積盤內部湍流所致。湍流運動會壓縮電漿(高溫帶電氣體),進而產生短暫的輻射爆發,類似於太陽表面發生的閃焰現象。

其二,強烈明亮的閃焰則可能與磁場重聯(magnetic reconnection)事件相關。磁場重聯是指兩個磁場碰撞並重新連接的過程,此過程會釋放出大量能量,加速粒子至接近光速,並產生明亮的輻射爆發。

針對人馬座A*吸積盤亮度變化,尤瑟夫-扎德教授總結道:「觀測數據顯示,吸積盤呈現動態且非週期性的亮度變化,伴隨氣泡狀結構和間歇性強爆發,每一次觀測均展現出新的研究面向。」

為進一步研究人馬座A*的活動特性,研究團隊計劃未來進行更長時間的連續觀測,以期獲得更精細的數據,進而更深入地了解黑洞吸積過程的物理機制。本研究成果已發表於2月18日的《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)。

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