Black HoleSome 3.9 billion years ag

Black Hole
Some 3.9 billion years ago in the heart of a distant galaxy, the intense tidal pull of a monster black hole shredded a star that passed too close. When X-rays produced in this event first reached Earth on March 28, 2011, they were detected by NASA's Swift satellite, which notified astronomers around the world. Within days, scientists concluded that the outburst, now known as Swift J1644+57, represented both the tidal disruption of a star and the sudden flare-up of a previously inactive black hole.


NASA Goddard astronomer Erin Kara discusses the discovery of X-ray echoes from Swift J1644+57, a black hole that shattered a passing star. X-rays produced by flares near this million-solar-mass black hole bounced off the nascent accretion disk and revealed its structure.
Credits: NASA's Goddard Space Flight Center
Download high-resolution video at NASA’s Scientific Visualization Studio
Now astronomers using archival observations from Swift, the European Space Agency's (ESA) XMM-Newton observatory and the Japan-led Suzaku satellite have identified the reflections of X-ray flares erupting during the event. Led by Erin Kara, a postdoctoral researcher at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, and the University of Maryland, College Park (UMCP), the team has used these light echoes, or reverberations, to map the flow of gas near a newly awakened black hole for the first time.

"While we don't yet understand what causes X-ray flares near the black hole, we know that when one occurs we can detect its echo a couple of minutes later, once the light has reached and illuminated parts of the flow," Kara explained. "This technique, called X-ray reverberation mapping, has been previously used to explore stable disks around black holes, but this is the first time we've applied it to a newly formed disk produced by a tidal disruption."

Thick accretion disk around supermassive black hole, stellar debris falling toward black hole, X-ray light burst near center
In this artist's rendering, a thick accretion disk has formed around a supermassive black hole following the tidal disruption of a star that wandered too close. Stellar debris has fallen toward the black hole and collected into a thick chaotic disk of hot gas. Flashes of X-ray light near the center of the disk result in light echoes that allow astronomers to map the structure of the funnel-like flow, revealing for the first time strong gravity effects around a normally quiescent black hole.
Credits: NASA/Swift/Aurore Simonnet, Sonoma State University
Stellar debris falling toward a black hole collects into a rotating structure called an accretion disk. There the gas is compressed and heated to millions of degrees before it eventually spills over the black hole's event horizon, the point beyond which nothing can escape and astronomers cannot observe. The Swift J1644+57 accretion disk was thicker, more turbulent and more chaotic than stable disks, which have had time to settle down into an orderly routine. The researchers present the findings in a paper published online in the journal Nature on Wed., June 22.

One surprise from the study is that high-energy X-rays arise from the inner part of the disk. Astronomers had thought most of this emission originated from a narrow jet of particles accelerated to near the speed of light. In blazars, the most luminous galaxy class powered by supermassive black holes, jets produce most of the highest-energy emission.

"We do see a jet from Swift J1644, but the X-rays are coming from a compact region near the black hole at the base of a steep funnel of inflowing gas we're looking down into," said co-author Lixin Dai, a postdoctoral researcher at UMCP. "The gas producing the echoes is itself flowing outward along the surface of the funnel at speeds up to half the speed of light."

X-rays originating near the black hole excite iron ions in the whirling gas, causing them to fluoresce with a distinctive high-energy glow called iron K-line emission. As an X-ray flare brightens and fades, the gas follows in turn after a brief delay depending on its distance from the source.

"Direct light from the flare has different properties than its echo, and we can detect reverberations by monitoring how the brightness changes across different X-ray energies," said co-author Jon Miller, a professor of astronomy at the University of Michigan in Ann Arbor.

Swift J1644+57 is one of only three tidal disruptions that have produced high-energy X-rays, and to date it remains the only event caught at the peak of this emission. These star shredding episodes briefly activate black holes astronomers wouldn't otherwise know about. For every black hole now actively accreting gas and producing light, astronomers think nine others are dormant and dark. These quiescent black holes were active when the universe was younger, and they played an important role in how galaxies evolved. Tidal disruptions therefore of

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หลุมดำ3.9 พันล้านปีก่อนในใจกลางของดาราจักรที่อยู่ไกล การดึงยาวรุนแรงของหลุมดำมอนสเตอร์ฝอยดาวที่ผ่านใกล้เกินไป เมื่อไอออนที่ผลิตในเหตุการณ์นี้ถึงโลกครั้งแรกเมื่อ 28 มีนาคม 2011 พวกเขาพบทางของนา Swift ดาวเทียม ที่แจ้งนักดาราศาสตร์ทั่วโลก ภายใน นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่า ระเบิด ตอนนี้ เรียกว่า Swift J1644 + 57 แสดงทั้งหยุดชะงักยาวของดาวและแม้ว่าฉับพลันของหลุมดำไม่ได้ใช้งานก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ของนาซ่าก็อดเดิร์ด Erin Kara กล่าวถึงการค้นพบเอกซเรย์สะท้อนจาก Swift J1644 + 57 หลุมดำที่ผ่านดาว รังสีเอกซ์โดยพลุใกล้หลุมดำนี้ล้านมวลพลังงานแสงอาทิตย์ที่สะท้อนออกดิสก์ nascent accretion ที่จดจำ และเปิดเผยโครงสร้างเครดิต: ของนาซ่าก็อดเดิร์ดศูนย์การบินอวกาศดาวน์โหลดวิดีโอความละเอียดสูงที่สตูดิโอการแสดงทางวิทยาศาสตร์ของนาซ่าตอนนี้นักดาราศาสตร์ใช้จดหมายเหตุสังเกตจาก Swift ที่องค์การอวกาศยุโรป (ESA) นิวตัน XMM หอดูดาวและดาวเทียมประเทศญี่ปุ่นนำปรับเปลี่ยนง่ายดายได้ระบุสะท้อนของพลุเอ็กซเรย์ในระหว่างเหตุการณ์ที่ปะทุขึ้น นำ โดย Erin Kara นักวิจัยหลังที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดเดิร์ดของนาซ่าในสาธารณะกรีนเบลท์ แมรี่แลนด์ และมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ วิทยาลัยสวน (UMCP), ทีมงานได้ใช้หรือเหล่านี้สะท้อนแสง เสียง การไหลของก๊าซใกล้หลุมดำ awakened ใหม่ครั้งแรก"นอกจากนี้เรายังไม่เข้าใจอะไรคือ X-ray พลุใกล้หลุมดำ เรารู้ว่าเราสามารถตรวจจับการสะท้อนสองนาทีต่อมา เมื่อแสงได้ถึง และสว่างส่วนของไหล ย้าย" Kara อธิบาย "เทคนิคนี้ เรียกว่าเอ็กซเรย์คาแร็คเตอร์แม็ป ถูกใช้ก่อนหน้านี้เพื่อสำรวจดิสก์มีเสถียรภาพรอบหลุมดำ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้นำไปใช้กับดิสก์จัดตั้งขึ้นใหม่ที่ผลิต โดยหยุดชะงักยาว"Accretion ที่จดจำหนาดิสก์รอบหลุมดำมวลยวดยิ่ง ดาวฤกษ์เศษตกไปสู่หลุมดำ X-ray แสงระเบิดใกล้ศูนย์ในภาพนี้ศิลปิน accretion ที่จดจำดิสก์หนาได้เกิดขึ้นรอบตัวหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ไปหยุดชะงักยาวดาวที่เดินใกล้เกินไป เศษดาวฤกษ์ได้ตกไปสู่หลุมดำ และถูกเก็บไว้ในดิสก์หนาวุ่นวายของก๊าซร้อน กะพริบแสงเอ็กซเรย์ใกล้ศูนย์กลางของผลดิสก์ในการสะท้อนแสงที่ทำให้นักดาราศาสตร์การโครงสร้างของการไหลเช่นกรวย เปิดเผยผลกระทบแรงถ่วงเวลาแรกรอบหลุมดำนิ่งปกติเครดิต: NASA/Swift/Aurore Simonnet โซโนมาโคสต์มหาวิทยาลัยดาวฤกษ์เศษตกไปในหลุมดำรวบรวมเป็นโครงสร้างหมุนที่เรียกว่าดิสก์มี accretion ที่จดจำ มีก๊าซถูกอัด และอุ่นไปนับล้านองศาก่อนมันรั่วในที่สุดเมื่อผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ จุดทางซึ่งไม่สามารถหลบหนี และนักดาราศาสตร์ไม่สามารถสังเกต Swift J1644 + 57 accretion ที่จดจำดิสก์ถูกหนา ยิ่งปั่นป่วน และวุ่นวายยิ่งกว่าดิสก์มีเสถียรภาพ ซึ่งมีเวลาปักเข้าประจำการเป็นระเบียบ นักวิจัยนำเสนอผลการวิจัยในเอกสารที่เผยแพร่ออนไลน์ในวารสาร Nature เมื่อพุธ 22 มิถุนายน หนึ่งประหลาดใจจากการศึกษาว่า รังสีเอกซ์พลังงานสูงที่เกิดขึ้นจากชิ้นส่วนภายในของดิสก์ได้ นักดาราศาสตร์มีความคิดส่วนใหญ่ของนี้ปล่อยมาจากเครื่องบินเจ็ทที่แคบของอนุภาคที่เร่งความเร็วใกล้ความเร็วของแสง ในทรง คลากาแล็กซี่เรืองแสงมากที่สุดโดยหลุมดำมวลยวดยิ่ง เจ็ตส์ผลิตมากที่สุดของการปล่อยพลังงานไฟฟ้าสูงสุด"เราเห็นเจ็ทจาก Swift J1644 แต่รังสีเอกซ์มาจากภูมิภาคกะทัดรัดใกล้หลุมดำที่ฐานของกรวยสูงชันแก๊ส inflowing เรากำลังลง กล่าวว่า ได Lixin ผู้เขียนร่วม นักวิจัยหลังที่ UMCP "ผลิตสะท้อนก๊าซเป็นตัวเองที่ไหลออกไปตามพื้นผิวของกรวยที่ความเร็วถึงครึ่งความเร็วของแสง"รังสีเอกซ์ที่เกิดใกล้หลุมดำกระตุ้นเหล็กไอออนในก๊าซไป ก่อให้เกิดการเปล่งแสง ด้วยการเรืองแสงพลังงานสูงโดดเด่นที่เรียกว่าเหล็กปล่อยเคไลน์ เป็นการเอ็กซเรย์สดใส และค่อย ๆ ปรากฏขึ้น ก๊าซต่อไปนี้ในการเปิดหลังจากการหน่วงเวลาสั้น ๆ ขึ้นอยู่กับระยะห่างจากแหล่ง "แสงจากเปลวไฟมีคุณสมบัติที่แตกต่างกว่าการสะท้อน และเราสามารถตรวจจับเสียง โดยการตรวจสอบวิธีการที่ความสว่างเปลี่ยนแปลงข้ามพลังงาน X-ray ต่าง ๆ กล่าวว่า ผู้เขียนร่วมจอนมิลเลอร์ อาจารย์ของดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์Swift J1644 + 57 เป็นหนึ่งหยุดชะงักยาวสามเท่านั้นที่มีผลิตรังสีเอกซ์พลังงานสูง และวันที่มันยังคงเป็นเหตุการณ์เดียวที่จับได้ในช่วงที่ปล่อยนี้ เหล่านี้ดาวตอนหั่นสั้น ๆ เปิดนักดาราศาสตร์อย่างอื่นจะไม่รู้เกี่ยวกับหลุมดำ สำหรับหลุมดำทุกตอนนี้ขัน accreting ก๊าซ และผลิตแสง นักดาราศาสตร์คิดว่า เก้าอื่น ๆ จะอยู่เฉย ๆ และมืด หลุมดำเหล่านี้ไม่มีการทำถูกใช้งานอยู่เมื่อจักรวาลมีอายุน้อยกว่า และพวกเขาเล่นบทบาทสำคัญในวิธีพัฒนากาแลคซี่ หยุดชะงักยาวดังนั้นการ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

หลุมดำ
บาง 3900000000 ปีที่ผ่านมาในใจกลางของกาแลคซีไกลดึงน้ำขึ้นน้ำลงที่รุนแรงของหลุมดำมอนสเตอร์ที่หั่นดาวที่ผ่านเข้ามาใกล้เกินไป เมื่อรังสีเอกซ์ที่ผลิตในเหตุการณ์นี้ก่อนถึงโลกที่ 28 มีนาคมปี 2011 พวกเขาถูกตรวจพบโดยดาวเทียมสวิฟท์ของนาซ่าซึ่งการแจ้งเตือนนักดาราศาสตร์ทั่วโลก ภายในวันนักวิทยาศาสตร์สรุปว่าระเบิดบัดนี้เป็นที่รู้จักอย่างรวดเร็ว J1644 + 57, ตัวแทนทั้งการหยุดชะงักยักษ์ของดาวและในทันทีที่ลุกขึ้นจากหลุมดำไม่ได้ใช้งานก่อนหน้านี้. นาซาก็อดดาร์ดนักดาราศาสตร์ Erin Kara กล่าวถึงการค้นพบของรังสีเอ็กซ์ สะท้อนจากสวิฟท์ J1644 + 57, หลุมดำที่แตกดาวผ่าน รังสีเอกซ์ที่ผลิตโดยพลุใกล้หลุมดำล้านแสงอาทิตย์มวลนี้เด้งปิดเพิ่มดิสก์ตั้งไข่และเผยให้เห็นโครงสร้างของมัน. เครดิต: นาซาก็อดดาร์ดศูนย์การบินอวกาศดาวน์โหลดวิดีโอความละเอียดสูงของนาซาวิทยาศาสตร์การแสดงสตูดิโอตอนนี้นักดาราศาสตร์ใช้การสังเกตจดหมายเหตุจากสวิฟท์ องค์การอวกาศยุโรป (ESA) XMM นิวตันหอดูดาวและดาวเทียม Suzaku ญี่ปุ่นนำได้ระบุสะท้อนของดวง X-ray ปะทุในช่วงเหตุการณ์ นำโดยอีรินคาร่านักวิจัยหลังปริญญาเอกของนาซาก็อดดาร์ดศูนย์การบินอวกาศในกรีนเบล, แมรี่แลนด์และมหาวิทยาลัยแมรี่แลนด์คอลเลจพาร์ค (UMCP) ทีมงานได้ใช้สะท้อนแสงเหล่านี้หรือเสียงก้องกังวานเพื่อ map ไหลของน้ำมันที่อยู่ใกล้ที่ เพิ่งตื่นหลุมดำเป็นครั้งแรก. "ในขณะที่เรายังไม่เข้าใจสิ่งที่ทำให้เกิดเปลวเอ็กซ์เรย์ที่อยู่ใกล้หลุมดำเรารู้ว่าเมื่อหนึ่งเกิดขึ้นเราสามารถตรวจจับเสียงสะท้อนของมันสองสามนาทีต่อมาเมื่อแสงได้ถึง และบางส่วนของการไหลสว่าง "คาร่าอธิบาย "เทคนิคนี้เรียกว่าการทำแผนที่ก้องเอ็กซ์เรย์ได้ถูกนำมาใช้ก่อนหน้านี้ในการสำรวจดิสก์ที่มีเสถียรภาพรอบหลุมดำ แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้นำมาใช้เป็นดิสก์ที่จัดตั้งขึ้นใหม่ที่ผลิตโดยการหยุดชะงักน้ำขึ้นน้ำลง." เพิ่มดิสก์หนารอบ หลุมดำมวลมหาศาลเศษตัวเอกตกไปสู่หลุมดำแสง X-ray ระเบิดใกล้กับศูนย์กลางในการแสดงผลของศิลปินนี้เพิ่มดิสก์หนาได้เกิดขึ้นรอบ ๆ หลุมดำมวลมหาศาลดังต่อไปนี้การหยุดชะงักยักษ์ของดาวที่เดินใกล้เกินไป เศษซากของดาวฤกษ์ได้ลดลงไปสู่หลุมดำและเก็บเข้าดิสก์วุ่นวายหนาของก๊าซร้อน กะพริบแสง X-ray ใกล้กับศูนย์กลางของผลดิสก์ในสะท้อนแสงที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์แผนที่โครงสร้างของการไหลของช่องทางเหมือนเผยให้เห็นเป็นครั้งแรกผลกระทบแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งรอบหลุมดำปกตินิ่งได้. เครดิต: นาซา / สวิฟท์ / Aurore Simonnet, Sonoma State University เศษซากดาวฤกษ์ตกไปสู่หลุมดำเก็บในโครงสร้างที่เรียกว่าหมุนเพิ่มดิสก์ มีก๊าซจะถูกบีบอัดและความร้อนล้านองศาก่อนที่มันจะรั่วไหลไปในที่สุดขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำจุดเกินกว่าที่ไม่มีอะไรสามารถหลบหนีและนักดาราศาสตร์ไม่สามารถสังเกตเห็น สวิฟท์ J1644 + 57 เพิ่มดิสก์เป็นหนาปั่นป่วนวุ่นวายมากขึ้นและมากขึ้นกว่าดิสก์ที่มีเสถียรภาพซึ่งได้มีเวลาที่จะปักหลักเป็นประจำเป็นระเบียบเรียบร้อย นักวิจัยได้นำเสนอผลการวิจัยในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์ในวารสาร Nature เมื่อพุธ, 22 มิถุนายนหนึ่งความประหลาดใจจากการศึกษาคือการที่พลังงานสูงรังสีเอกซ์เกิดขึ้นจากส่วนด้านในของดิสก์ นักดาราศาสตร์เคยคิดว่าส่วนใหญ่ของการปล่อยก๊าซนี้มาจากเจ็ทแคบ ๆ ของอนุภาคเร่งให้ใกล้ความเร็วแสง ใน blazars ชั้นกาแล็คซี่ส่องสว่างมากที่สุดโดยใช้พลังงานจากหลุมดำมวลมหาศาลไอพ่นผลิตส่วนใหญ่ของการปล่อยพลังงานสูงที่สุด. "เราเห็นเจ็ทจากสวิฟท์ J1644 แต่รังสีเอกซ์จะมาจากภูมิภาคที่มีขนาดกะทัดรัดซึ่งอยู่ใกล้กับหลุมดำที่ ฐานของช่องทางสูงชันไหลก๊าซที่เรากำลังมองลงไปใน "ผู้เขียนร่วม Lixin Dai นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ UMCP กล่าวว่า "ก๊าซผลิตสะท้อนเป็นตัวเองไหลออกไปตามพื้นผิวของช่องทางที่ความเร็วได้ถึงครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง." รังสีเอกซ์ที่มีต้นกำเนิดอยู่ใกล้กับหลุมดำตื่นเต้นไอออนเหล็กในก๊าซปั่นป่วนทำให้พวกเขาเรืองแสงที่มีความโดดเด่น บริษัท โกลว์พลังงานสูงที่เรียกว่าการปล่อยเหล็ก K-บรรทัด ในฐานะที่เป็นเปลวไฟ X-ray สดใสและจางหายก๊าซดังต่อไปนี้ในการเปิดหลังจากที่ล่าช้าสั้น ๆ ขึ้นอยู่กับระยะห่างจากแหล่งที่มา. "ไฟตรงจากเปลวไฟที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างจากเสียงสะท้อนของตนและเราสามารถตรวจจับเสียงก้องกังวานโดยการตรวจสอบวิธีการที่สว่าง การเปลี่ยนแปลงทั่วพลังงานรังสีเอกซ์ที่แตกต่างกัน "กล่าวว่าผู้เขียนร่วมจอนมิลเลอร์ศาสตราจารย์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนใน Ann Arbor ได้. สวิฟท์ J1644 + 57 เป็นหนึ่งในสามของการหยุดชะงักของน้ำขึ้นน้ำลงที่ได้มีการผลิตพลังงานสูงรังสีเอกซ์ และจนถึงปัจจุบันก็ยังคงเป็นเหตุการณ์เดียวจับที่จุดสูงสุดของการปล่อยก๊าซนี้ เหล่านี้ดาว shredding ตอนสั้น ๆ เปิดหลุมดำนักดาราศาสตร์มิฉะนั้นจะไม่ทราบเกี่ยวกับ ทุกหลุมดำตอนนี้อย่างแข็งขันเพิ่มทวีก๊าซและการผลิตแสงนักดาราศาสตร์คิดว่าเก้าคนอื่นจะอยู่เฉยๆและความมืด หลุมดำสงบเหล่านี้มีการใช้งานเมื่อจักรวาลเป็นเด็กและพวกเขามีบทบาทสำคัญในการพัฒนากาแลคซี การหยุดชะงักของน้ำขึ้นน้ำลงจึง