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天文宇宙：关于NGC 1600超大质量黑洞的详细研究
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天文宇宙：关于NGC 1600超大质量黑洞的详细研究
钱德勒天文台拍摄的NGC 1600图像（平滑软带（0.5-1.2 keV））。图片来源：James Runge与Stephen A. Walker，2021
来自亨茨维尔的亚拉巴马大学（the University of Alabama in Huntsville）的天文学家们利用NASA的钱德勒X射线天文台，调查了NGC 1600星系的中心区域，着重研究该星系的超大质量黑洞（UMBH）。该研究成果于2月11日发表于arXiv预印本服务器上，揭示了更多超大质量黑洞的特性。
椭圆星系NGC 1600。图片来源：NASA/ESA 哈勃望远镜
NGC 1600是波江座的一个椭圆星系，距离地球约150000光年。它属于仅由几个星系组成的相对较小的星系群，但即便如此，它的质量也为太阳质量的1万亿倍，NGC 1600有着质量极大的黑洞——据估计该黑洞质量达到170亿个太阳。
波江座。图片来源：AlltheSky.com
NGC 1600中超大质量黑洞的性质，尤其是它庞大的质量和相对较近的距离，使它成为绝佳目标，能够在邦迪半径内获取空间分辨温度和密度分布（邦迪半径是星系附近区域的一个计算半径，在该半径范围内，星系周围的介质可能被吸引、吸积）。因此，亚拉巴马大学的James Runge和Stephen A. Walker决定用钱德勒天文台来进行该研究。
研究者们在论文中表示：“结合钱德勒天文台对NGC 1600的新的深度观察结果与档案中的历史数据，我们已经确定了邦迪吸积半径内、以超大质量黑洞为中心、~0.16 kpc（1 kpc 为3.08567758 × 1019 m）为半径的区域内温度和密度的分布。”
该研究分析了邦迪吸积半径（据估计约在1240至1769光年之间）内的热气特性。研究者们探测了9870光年内两个统计意义非常重大的温度分量，发现在邦迪半径内温度沿半径增大的方向平缓增长。
这一发现令人惊讶，因为在经典邦迪吸积原理中，期望的温度是向中心方向增长的，而现在的结果却与期望增长规律相反，这意味着气体的动力学并不由黑洞决定。不过，天文学家们指出，温度增长的规模可能比可以研究的范围更小。
经计算，邦迪半径处的质量吸积速率约为每年0.1-0.2个太阳质量的水平。研究者们发现，在邦迪半径内，密度分布遵循的指数规律比经典邦迪吸积更为平坦。
“邦迪半径内，密度分布遵循相对较平坦的规律ρ ∝ r−[0.61±0.13]，这说明黑洞的真吸积率或许比经典邦迪吸积率要低，”天文学家们解释道。
该研究还发现，经计算，在9800光年内，熵下降至临界值，即30keV cm2，这一性质是热不稳定性系统所特有的。
撰文：Tomasz Nowakowski
翻译：耿淑娟
审校：张和持
引进来源：物理学家组织网
引进链接：https://phys.org/news/2021-02-ultramassive-black-hole-ngc.html
本文来自：环球科学
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钱德勒天文台拍摄的NGC 1600图像（平滑软带（0.5-1.2 keV））。图片来源：James Runge与Stephen A. Walker，2021
来自亨茨维尔的亚拉巴马大学（the University of Alabama in Huntsville）的天文学家们利用NASA的钱德勒X射线天文台，调查了NGC 1600星系的中心区域，着重研究该星系的超大质量黑洞（UMBH）。该研究成果于2月11日发表于arXiv预印本服务器上，揭示了更多超大质量黑洞的特性。
椭圆星系NGC 1600。图片来源：NASA/ESA 哈勃望远镜
NGC 1600是波江座的一个椭圆星系，距离地球约150000光年。它属于仅由几个星系组成的相对较小的星系群，但即便如此，它的质量也为太阳质量的1万亿倍，NGC 1600有着质量极大的黑洞——据估计该黑洞质量达到170亿个太阳。
波江座。图片来源：AlltheSky.com
NGC 1600中超大质量黑洞的性质，尤其是它庞大的质量和相对较近的距离，使它成为绝佳目标，能够在邦迪半径内获取空间分辨温度和密度分布（邦迪半径是星系附近区域的一个计算半径，在该半径范围内，星系周围的介质可能被吸引、吸积）。因此，亚拉巴马大学的James Runge和Stephen A. Walker决定用钱德勒天文台来进行该研究。
研究者们在论文中表示：“结合钱德勒天文台对NGC 1600的新的深度观察结果与档案中的历史数据，我们已经确定了邦迪吸积半径内、以超大质量黑洞为中心、~0.16 kpc（1 kpc 为3.08567758 × 1019 m）为半径的区域内温度和密度的分布。”
该研究分析了邦迪吸积半径（据估计约在1240至1769光年之间）内的热气特性。研究者们探测了9870光年内两个统计意义非常重大的温度分量，发现在邦迪半径内温度沿半径增大的方向平缓增长。
这一发现令人惊讶，因为在经典邦迪吸积原理中，期望的温度是向中心方向增长的，而现在的结果却与期望增长规律相反，这意味着气体的动力学并不由黑洞决定。不过，天文学家们指出，温度增长的规模可能比可以研究的范围更小。
经计算，邦迪半径处的质量吸积速率约为每年0.1-0.2个太阳质量的水平。研究者们发现，在邦迪半径内，密度分布遵循的指数规律比经典邦迪吸积更为平坦。
“邦迪半径内，密度分布遵循相对较平坦的规律ρ ∝ r−[0.61±0.13]，这说明黑洞的真吸积率或许比经典邦迪吸积率要低，”天文学家们解释道。
该研究还发现，经计算，在9800光年内，熵下降至临界值，即30keV cm2，这一性质是热不稳定性系统所特有的。
撰文：Tomasz Nowakowski
翻译：耿淑娟
审校：张和持
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