当前位置: 首页  >> 科技聚焦  >> 查看详情

黑洞40年未解之谜得以清晰揭秘

来源: 科技日报   日期:2019-06-10  发布者: 环球科技网 
分享:
    由来自美国西北大学、英国牛津大学和荷兰阿姆斯特丹大学的天体物理学家组成的国际团队,联合进行了迄今为止分辨率最高的黑洞模拟,解开了困扰全球天文学家40年的“巴丁-佩特森效应”谜题。相关成果近日发表在天文学国际权威期刊《英国皇家天文学会月刊》上。

  吸积盘是黑洞在吸入气体、尘埃和空间碎片等物质时,在其周围形成的非常明亮的超加速粒子搅动团。1975年,诺贝尔奖获得者、物理学家约翰·巴丁和天体物理学家雅各布斯·佩特森提出“巴丁-佩特森效应”,即旋转的黑洞会使倾斜的吸积盘内部区域与黑洞的赤道面对齐。

  数十年来,由于模拟算法和计算机硬件性能的限制,还没有任何一个模型能够精确解释这一现象。

  研究团队借助美国国家科学基金会下属的Blue Waters超级计算机进行数值计算,使用图形处理器(GPU)处理计算产生的大量数据,采用自适应网格优化的算法提高模拟的分辨率,详细仿真了高度与半径之比为0.03的吸积盘与黑洞的相互作用。

  模拟结果显示,吸积盘的内部和外部区域通过平滑的曲面连接,虽然其外部区域保持倾斜,但内部与黑洞赤道面对齐。此外,研究团队成功将磁湍流纳入模拟之中。磁湍流因不同粒子在吸积盘内以不同的速度搅动产生,正是其发挥“阻力”作用使物质最终进入黑洞,在此之前的模拟一般只能将其简化假设为“额外摩擦力”。

  高分辨率模拟对黑洞研究有多重要?研究团队负责人之一、西北大学副教授切赫霍夫斯基解释说,黑洞周围的细节可能看起来很小,但其影响着黑洞的旋转速度,从而影响黑洞对整个星系的作用。

  论文第一作者、阿姆斯特丹大学研究员马修·里斯卡表示,这一模拟不仅解决了一个40年前的问题,而且证明了在完全广义相对论中模拟吸积盘是可行的,这为下一代模拟铺平了道路。



 



  【免责声明】: 凡注明 “环球科技网” 字样的图片或文字内容均属于本网站专稿,如需转载图片请保留 “环球科技网” 水印,转载文字内容请注明来源“环球科技网”;凡本网注明“来源:XXX(非环球科技网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其作品内容的实质真实性负责,转载信息版权属于原媒体及作者。如转载内容涉及版权或者其他问题,请投诉至邮箱;1978751725@qq.com。

     

相关新闻

  • 俄罗斯成功发射一颗导航卫星 俄罗斯成功发射一颗导航卫星 2019-05-28 10:14:00

        俄罗斯国防部27日发表声明说,俄空天军当天用“联盟-2.1B”火箭成功发射一颗“格洛纳斯-M”导航卫星。     声明说,莫斯科时间27日9时23分(北京时间14时23分),俄罗斯空天部队从该国西北部阿尔汉格尔斯克州普列谢茨克发射场,用“联盟-2... [阅读]

  • 冥王星海洋未冻结因有气体“罩着” 冥王星海洋未冻结因有气体“罩着” 2019-05-23 10:29:19

        天文学家终于揭开冥王星海洋未被冻结之谜。英国《自然·地球科学》杂志21日发表的一篇论文称,冥王星冰壳底部的一个冰封气体分子薄层,隔离了冥王星的次表层海洋,这一点可解释冥王星的次表层海洋为何没有冻结起来,以及为何其他冰质行星上存在类似的海洋。   2015年,美国国家航空航天局(NASA)“新视野&r... [阅读]

  • 月球从何而来? “嫦娥”正接近答案 月球从何而来? “嫦娥”正接近答案 2019-05-23 10:18:43

        日前,国际期刊《自然》在线发布我国月球探测领域的一项重大发现。中国科学院国家天文台月球与深空探测研究部主任李春来领导的研究团队利用嫦娥四号就位光谱探测数据,证明了月球背面南极—艾特肯盆地(SPA)存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质,为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据。   关于月球形... [阅读]

  • 银河系吞并矮星系发现新证 银河系吞并矮星系发现新证 2019-05-13 08:57:26

        近日,一项新发现为银河系“吞并”矮星系提供了新证据。中国科学院国家天文台领导的中日合作研究团队,首次在银河系发现了一颗奇特的恒星。研究团队通过分析其“DNA”发现,这颗恒星并非银河系“原住民”,而是被银河系吸入瓦解的矮星系“外来移民”。... [阅读]