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太棒啦!天文学家发明“3D眼镜”能以独特的视角看到类星体!

太棒啦!天文学家发明“3D眼镜”能以独特的视角看到类星体!
2020年06月08日 11:24 新浪网 作者 博科园

  天文学家发明一种通过类星体光的偏振来确定其起源和性质的方法,这种新方法类似于电影院眼镜产生3D图像的方式,通过向每只眼睛提供特定偏振的光,无论是水平还是垂直的,其研究成果发表在《皇家天文学会月刊》上,研究通过辨别类星体不同的偏振,成功地区分了来自类星体不同部分的光,即类星体的圆盘和喷流。

  活动星系核,也被称为类星体,是有物质围绕着它们运行的大质量黑洞,射流它们发射出两股方向相反的等离子体,以接近光速的速度进入太空。任何大质量的黑洞都有物质围绕着它运行,慢慢地向它坠落并发光,这种物质形成了众所周知的吸积盘。由于一种尚未完全了解的机制,接近黑洞的部分物质逃逸了。它被加速到巨大的速度,并以两股对称的热等离子体射流形式沿着黑洞的旋转轴喷射出来。

  当观测到类星体时,望远镜接收到的辐射来自喷流、吸积盘,也来自宿主星系中的恒星、尘埃和气体。为了研究星系核,研究人员使用了一系列望远镜。先前的研究表明:类星体各个部分发出两种不同的光,技术上称为明显偏振光。大多数望远镜工作在光学范围内,将银核视为一个遥远的小点。如果恰好是光源,无法分辨出光来自类星体的哪个部分,以及喷流指向哪里。

  光学望远镜所能做的就是测量光的偏振,这已经被证明包含了关于辐射起源的线索。射电望远镜提供更好的分辨率,并产生揭示喷流方向的图像。然而,这些望远镜没有从包括吸积盘在内最有趣的中心区域接收到辐射。因此,天体物理学家必须结合这两种望远镜的优点,才能对类星体进行详细的观察。莫斯科物理技术研究所宇宙相对论物体基础和应用研究实验室负责人尤里·科瓦列夫(Yuri Kovalev)说:

  喷射辐射偏振的事实是已知的,我们结合了射电和光学望远镜获得的数据,表明偏振是沿着喷射方向的,由此得出的结论是:热等离子体肯定是在一个像弹簧一样盘绕的磁场中运动。但还有更多的原因,该研究的合著者Alexander Plavin说:事实证明,通过测量望远镜接收到的光偏振程度,可以分辨出哪一部分辐射来自喷流,并确定其方向。这类似于3D眼镜如何让每只眼睛看到不同的图片。

  没有其他方法可以用光学望远镜获得关于圆盘和射流的信息,这些发现对于模拟黑洞行为,研究吸积盘,以及理解活动星系核中粒子加速到接近光速的机制都很重要。先前在活动星系核(AGN)的射电位置(VLBI)和光学位置(GAIA)之间发现了从1 mAs到10 mA以上值的显著位置偏移,它们优先平行于微秒尺度的喷流方向发生。如果扩展的光学射流在发射中占主导地位,并将GAIA质心从源的物理核移开。

  那么具有VLBI到GAIA偏移量的活动星系核被发现具有有利较高的光学偏振。研究确定了活动星系核中线偏振方向优先与微秒尺度射流对准,其中优势射流与环形磁场结构一致,其研究发现支持对观测到的位置偏移量的圆盘喷射解释。结合VLBI和GAIA的持续观测,将能让研究人员在微秒尺度上重建活动星系核中圆盘喷射系统的详细模型。

  博科园|研究/来自:莫斯科物理技术研究所

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