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震撼!韦伯望远镜首次捕捉银河系黑洞“吹泡泡”,揭秘宇宙心脏的狂暴舞动

作者:智妍小荟来源:智研航天

引言:韦伯带来的宇宙新震撼

2025 年 2 月 19 日,国际权威天文网站《Space.com》发布了一则令全球天文学界为之振奋的重磅消息:詹姆斯・韦伯太空望远镜(JWST)首次捕捉到银河系中心超大质量黑洞 “人马座 A*”(Sgr A*)持续喷发高能耀斑的震撼影像!这一发现瞬间成为天文学领域的焦点话题,它不仅为我们揭示了黑洞鲜为人知的狂暴活动,更为科学家深入理解星系演化提供了关键线索,打开了一扇通往宇宙神秘核心的新窗口。

在浩瀚无垠的宇宙中,黑洞一直是最为神秘且引人入胜的天体之一。它们拥有超强的引力,连光都无法逃脱其“魔掌”,长久以来,人们对黑洞的了解极为有限。而此次韦伯望远镜的重大发现,无疑为我们探索黑洞的奥秘带来了突破性进展。

发现内容:黑洞的“宇宙烟花秀”

持续喷发的耀斑

JWST 凭借其先进的近红外相机(NIRCam),对 Sgr A展开了长达两天的细致观测。这一观测过程如同开启了一场神秘的宇宙之旅,让科学家们目睹了一场前所未有的“宇宙烟花秀”。在观测中,他们发现 Sgr A的吸积盘不断喷发高能耀斑,这些耀斑的爆发极为频繁且持续时间差异巨大,短则数秒,长则可达数月,此起彼伏,从未停歇。

西北大学研究团队负责人法哈德・优素福- 扎德(Farhad Yusef-Zadeh)难掩激动地表示:“我们的黑洞异常活跃,每次观测都呈现全新动态,这种现象前所未见!” 这一发现彻底颠覆了人们对银河系中心黑洞活动的认知,也让科学家们意识到,黑洞的活动远比我们想象的更加复杂和神秘。

耀斑的成因之谜

尽管观测到了耀斑的频繁爆发,但耀斑的成因仍是一个未解之谜,科学家们对此进行了深入的推测和研究。目前认为,短时耀斑可能源于吸积盘中气体的随机湍流。在吸积盘这个高温、高压且充满极端物理条件的环境中,气体的运动十分复杂,微小的扰动就可能引发气体的剧烈运动,从而产生短时耀斑。

而长期高能爆发则与“磁场重联” 有关。在黑洞周围的极端环境里,磁场线会发生断裂并重新连接,这一过程将粒子加速至接近光速,进而释放出跨越红外至 X 射线的强烈辐射。这种强大的能量释放机制,让黑洞成为宇宙中最耀眼的能量源之一,也使得耀斑的成因更加扑朔迷离。

时间延迟现象

此次观测中,JWST 还有一个重大发现 —— 短波长与长波长耀斑之间存在数秒至 40 秒的时间差。这一现象的发现为研究黑洞物理提供了全新的视角,科学家们认为,这可能与粒子能量衰减或喷流传播过程密切相关。在耀斑爆发时,粒子的能量状态和喷流的传播特性会随着时间发生变化,从而导致不同波长的耀斑在观测上出现时间延迟。这一发现犹如一把钥匙,为我们解锁黑洞物理的更多奥秘提供了可能。

科学意义:改写星系演化认知

黑洞与星系的共生关系

黑洞耀斑释放的巨大能量绝非仅仅是一场宇宙中的绚丽表演,它对星系的演化有着深远的影响。科学家们研究发现,这些能量可能会影响星系中气体的分布,改变气体的运动轨迹和密度分布。更为重要的是,它甚至能够调控恒星形成的速率。恒星的形成与星系中的气体云密切相关,黑洞耀斑释放的能量可以压缩或驱散气体云,从而促进或抑制恒星的诞生。此次观测为“黑洞如何塑造宿主星系” 这一长期困扰天文学界的谜题提供了直接证据,让我们更加深入地理解了黑洞与星系之间的共生关系。

技术突破:韦伯的“红外之眼”

詹姆斯・韦伯太空望远镜能够取得如此重大的发现,离不开其卓越的技术性能。它拥有6.5 米的巨大主镜,这使得它能够收集到更多来自遥远天体的光线,大大提高了观测的灵敏度。同时,其超高灵敏度的红外探测能力,就像是为望远镜赋予了一双 “红外之眼”,让它能够穿透银河系中心厚厚的尘埃,首次解析 Sgr A * 吸积盘的精细结构。

目前,研究团队已申请24 小时连续观测计划。借助这一计划,科学家们有望进一步揭示耀斑的周期性规律,深入了解黑洞的活动机制,为我们呈现更加完整、准确的黑洞活动图景。

延伸阅读:韦伯望远镜的“黑洞探索史”

自发射升空以来,韦伯望远镜在黑洞探索领域成果斐然,不断刷新着我们对黑洞的认知。
2022 年 5 月,韦伯望远镜首次拍摄到 Sgr A * 的阴影,这一成果证实了黑洞的存在,为人类对黑洞的研究奠定了坚实基础。在此之前,虽然黑洞的存在已被理论预测,但直接观测到其阴影是对黑洞存在的最有力证明。

2023 年 9 月,韦伯望远镜又有了新的发现,它探测到遥远类星体吸积盘的外缘,并精确测量出其倾斜角度为 18 度。这一发现有助于我们了解类星体的结构和演化,以及吸积盘在黑洞成长过程中的作用。

2025 年 2 月的这次观测,进一步验证了黑洞活动的复杂性与多尺度效应。韦伯望远镜通过对 Sgr A * 的持续观测,揭示了黑洞耀斑爆发的多样性和复杂性,让我们看到了黑洞在不同时间尺度上的活动特征。

未来展望:解码宇宙终极奥秘

展望未来,科学家们计划结合事件视界望远镜(EHT)的毫米波数据与 JWST 的红外观测,构建黑洞 “全景动态模型”。这一模型将整合不同观测设备的数据,从多个角度展示黑洞的活动,为我们呈现一个更加立体、全面的黑洞动态图景。

优素福- 扎德强调:“理解 Sgr A的行为,将帮助我们揭开早期宇宙中类星体的形成之谜。” 类星体是宇宙中最明亮的天体之一,它们的形成和演化一直是天文学研究的热点问题。通过对 Sgr A的深入研究,我们有望找到解开类星体形成之谜的关键线索,进一步了解宇宙早期的演化历程。

从捕捉第一缕星光到凝视黑洞深渊,韦伯望远镜正不断拓展人类对宇宙的认知边界。它让我们看到了宇宙中那些神秘而壮丽的景象,也让我们对宇宙的奥秘充满了更多的好奇和探索欲望。未来,随着技术的不断进步和观测的持续深入,相信韦伯望远镜将为我们带来更多令人震撼的发现,让我们一同期待那激动人心的时刻!

[消息来源:本文综合《Space.com2025 年 2 月 19 日发布的《James Webb Space Telescope finds our Milky Way galaxy’s supermassive black hole blowing bubbles》及《Supermassive black hole accretion disk seen 'on the edge' for 1st time》等多篇权威报道,数据及影像版权归 NASA/ESA/CSA 所有。]


文章分类: 航天动态
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