模拟预测黑洞存在无线电波热点

  科技日报北京12月6日电 （记者刘霞）来自法国、美国等国家的国际研究团队在最新一期《物理评论快报》杂志发表论文指出，他们最新开发的模型预测，黑洞存在无线电波热点，这或有助解释黑洞周围的等离子体为何会发出如此明亮的光，他们希望未来灵敏度更高的望远镜能佐证这一理论假设。

  黑洞是宇宙中最迷人、研究最广泛的现象之一，尽管已经有不少关于其形成和基础物理的理论，但许多问题仍然悬而未决。例如，为什么黑洞周围的等离子体会发出如此明亮的光——科学家迄今收集到的少数望远镜直接拍摄的图像显示了这一点。在最新研究中，法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学、爱尔兰都柏林圣三一学院和美国马里兰大学的科学家进行了计算机模拟，提供了一个可行的解释：黑洞周围磁场的破坏，以及由此导致的无线电波热点的形成。

  研究人员本杰明·克兰康表示：“2019年，事件视界望远镜（EHT）合作组织发布了超大质量黑洞M87^*的图像，这一观测发生在该黑洞处于历史上光度较低的时期。但M87^*会产生不同波长的爆发/耀斑，甚至伽马射线。为揭示M87^*黑洞处于爆发期间的‘模样’，我们进行了一系列等离子体模拟。我们需要知道等离子体与辐射如何耦合，而辐射最终可从地球上观察到。”

  模拟表明，在某些条件下，磁场不稳定会导致无线电波热点的产生，这些热点会围绕黑洞的阴影旋转。他们预测，对于M87^*等大型黑洞，这些热点的轨道半径大约是黑洞半径的3倍，而这些热点围绕黑洞运行一周大约需要5天。克兰康表示：“当黑洞处于爆发状态时，拍摄到的图像应该会显示热点，这些热点是黑洞磁层内封闭磁性结构‘等离子体团’的标志。”

  研究团队指出，由于其空间和时间分辨率有限，EHT目前还无法捕捉他们模拟的辐射模式，希望未来更灵敏的望远镜能验证他们的理论。