2008-04-16

銀河的巨大黑洞從三百年前的沈睡醒來

Milky Way's Giant Black Hole Awoke from Slumber 300 Years Ago
http://www.physorg.com/news127474742.html
http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2008/blackhole_slumber.html

April 15, 2008

利用 NASA、日本,與歐洲的 X-ray 人造衛星,一個日本天文學家團隊發現,我們銀河中央的黑洞在三世紀前釋出一道強烈的閃光(flare)。

這項發現幫忙解決一個存在已久的謎:為何銀河的黑洞如此靜默?這個黑洞,稱為射手座 A*(Sagittarius A*,發音為 A-star),是個公認的怪獸,所涵括的質量相當於 400 萬個太陽。然而,從它周遭所輻射出來的能量,比其他星系中央黑洞所散發出來的要弱上數十億倍。

"我們很納悶,為什麼銀河的黑洞看起來像是個沈睡中的巨人?" 日本京都大學的乾龍也(Tatsuya Inui)表示。"但我們現在相信,此黑洞在過去更加活躍。或許它只是在一場大爆發後休眠中。"

這項新研究,那將出現在日本天文協會的期刊中,結合了來自於日本的 Suzaku(朱雀)與 ASCA X-ray 人造衛星,NASA 的 Chandra X-ray 觀測衛星與 ESA 的 XMM-Newton X-ray 觀測衛星。

這些觀測(從 1994 一直蒐集到 2005)揭露,當靠近中央黑洞的氣體雲在回應從黑洞外側所發出的 X 光脈衝時,在 X 光中變得明亮且快速變黯淡。

當氣體以螺旋形向內朝向這個黑洞時,它被加熱至數百萬度且散發出 X 光。當愈多物質在黑洞附近累積,X 光的輸出就會愈大。

這些 X 光脈衝花 300 年的時間穿越中央黑洞與一大片星雲,稱為射手座 B2(Sagittarius B2)之間的距離,故星雲對發生在 300 年前的事件產生回應。當 X 光抵達星雲,它們與鐵原子相撞,踢出原子核附近的電子。當來更遠的電子填補這些空隙時,鐵原子會放射出 X 光。但當 X 光脈衝通過之後,這些星雲會逐漸變回它正常的亮度。

令人驚訝的是,在射手座 B2 一個寬度只有 10 光年的區域裡,在 5 年內有相當多變的亮度。這些光輝稱為迴光(light echoes)。藉由解開來自於鐵的 X 光光譜線,Suzaku 的觀測對於排除次原子粒子所導致的迴光相當關鍵。

"在十年期間,藉由觀測這些星雲如何變亮與變黯淡,我們能追溯黑洞在 300 年前的活動," 該團隊成員,京都大學的小山勝二(Katsuji Koyama)表示。"這個黑洞在三世紀之前更加明亮。它並定釋出難以置信的強烈閃光。"

這項新研究建構在數個小組的研究上,他們成為迴光技術的先驅。去年,一個由 Michael Muno(他現在任職於加州理工)所領導的團隊,利用 Chandra 觀測 X 光的迴光以證明射手座 A* 在 50 年前(大約是天文學家有衛星能從外太空偵測 X 光之前十來年)產生了強大的 X 光爆發。"三世紀之前的爆發比我們所偵測到的要明亮 10 倍," Muno 說。

銀河的中央離地球約 26,000 光年,這表示我們所看見的是在二萬六千年前所發生的事件。天文學家對於射手座 A* 為何會在其活動中變化如此之多,仍缺乏詳細的了解。小山說,一種可能性是,一個超新星在數世紀之前穿過(plowed up)氣體,並且將氣體掃入黑洞,導致暫時性的、漸漸增強的狂亂(feeding frenzy),將黑洞自其沈睡中喚醒,並產生巨大的閃光。

在 2005 年發射,Suzaku 是日本一系列致力於研究天空 X 光光源的第十五個衛星,而且由 JAXA 所管理。這次任務是日本大學、機構與 NASA Goddard(譯註:航太中心)的合作成果。



◆ 創黑洞一詞 物理學家惠勒病逝

楊明暐/綜合十五日外電報導 中國時報 2008.04.16

曾參與研製原子彈,並發明「黑洞」一詞來稱呼這種太空現象的美國著名物理學家約翰.艾奇博德.惠勒(John A. Wheeler),13日在其新澤西州海茨鎮的家中病逝,享年96歲。

惠勒曾在1930年代和1940年代分別與波耳及愛因斯坦這兩位物理學泰斗共事過。麻省理工學院物理學教授麥克斯.泰格馬克博士表示:「對我來說,他是最後一位巨人,唯一仍挺立的物理學界超級英雄。」

惠勒生於1911年,21歲便取得約翰霍普金斯大學物理學博士學位。1930年代中期,他赴丹麥與曾因研究原子結構獲得諾貝爾獎的波耳學習。波耳在歐戰爆發之前來到美國,惠勒和他在普林斯頓大學共同描繪出核分裂理論輪廓。

二次大戰期間,惠勒參加了美國研製原子彈的曼哈頓計劃。他不像其他同事那樣對日本遭到原子彈攻擊感到內疚,反而遺憾未能即時造出原子彈結束歐戰。(惠勒的弟弟喬伊是在義大利陣亡)戰後惠勒曾協助「氫彈之父」泰勒研發更具威力的氫彈。

1967年惠勒在美國太空總署一項會議上提出「黑洞」一詞,來解釋宇宙中超巨星萎縮後因質量極大,連光都會被它吸收的現象。「黑洞」相當簡潔、貼切,後來便取代原有的「重力完全塌縮星球」,為大家所沿用。

※ 相關報導:

* John Archibald Wheeler - Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/John_Archibald_Wheeler

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