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以EHT-Japan的成员们为中心的国外磋商小组，使用以东亚VLBI会聚为代表的不雅测安装，对从椭圆星河M87的中心喷出的射流的开放进行了详备的不雅测。 对在往常20多年的不雅测中得到的多数图像进行分析追思后，发现射流的喷出标的以约11年为周期进行了广义相对论预言的旋进开放(摇头开放)。 本后果既标明了M87的纷乱黑洞在自转(自旋)，也证据了黑洞的自转与强力射流的产生有很深的关系。 磋商后果于2023年9月27日刊登在英国科学杂志《当然》上。
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[图1]在自转的纷乱黑洞周围进行旋进开放(立体摇头开放)的降落圆盘和射流的联想图。 黑洞的自转轴在图的凹凸标的是固定的。 当降落圆盘的旋转轴相对于黑洞的旋转轴歪斜时，由于广义相对论的效果会产生这么的旋进开放。 信用: Cui et al. (2023 )，Intouchable Lab@Openverse，Zhejiang Lab。
东谈主们觉得，寰宇中许多星河的中心，避开着质料是太阳数百万倍到百亿倍的纷乱黑洞。 其中一部分相当活跃，喷出被称为喷气(※1 )的束状气体，看成“行为星河核(※2 )”而醒目。 这些纷乱黑洞的性质和射流的酿成机制还有好多谜团，是天文体的前沿主题之一。 距离地球5500万光年的椭圆星河M87是最具代表性的行为星河核之一，看成2019年利用行为地平线千里镜( EHT※3 )拍摄到了质料特别于太阳65亿个的纷乱黑洞的天体而着名。 2023年4月，通过人人毫米波VLBI不雅测网( GMVA※4 )，围绕纷乱黑洞的被称为“千里降圆盘(※5 )”的气体圆盘的情况也得到了证据。 这么的不雅测决定了行为星系核的终极能量开端是纷乱黑洞和千里降圆盘，同期也露出了这些与射流的酿成也联系系。 另一方面，磋商东谈主员露出:“M87的纷乱黑洞是否在自转(自旋)？ ”这个疑问赓续看成一个紧要的关怀事项被辩论着。 爱因斯坦的广义相对论标明，自转和质料是决定黑洞基人性质和周围时空结构的最进攻身分。 另外，连年来的表面磋商提议，驱动强力射流需要黑洞的自转能量。 然则，与根据黑洞的大小和周围星星的开放等相比容易测量的质料相背，从不雅测中分歧有无自转并约束易。 磋商小组这次以通过东亚VLBI会聚( East Asian VLBI Network: EAVN※6 )及好意思国电波千里镜会聚获取的不雅测数据为中心，分析了往常20多年蕴蓄的长达170张的M87射流的电波图像 已矣发现射流的喷出标的在约11年的周期内周期性变化(图2 )。 在以前的磋商中，露出了存在M87喷气相对于喷出标的横向舞动的“机密的横向舞动”表象(※7 )，但其原因和有无周期尚不明晰。
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如何申请皇冠账号注册[图2] (上) EAVN等拍摄的M87喷气的电波图像的例子。 从2013年到2018年，将在波长7mm波段拍摄的许多图像每两年平均成3个图像。 从各图像中心部蔓延的箭头露出喷射的喷出标的。 (下) 2000年到2022年之间测量的射流喷出标的的时期变化。 红色正弦弧线露出与测量已矣最好匹配的11年周期旋进模子。 图片信用: Cui et al. (2023 )
“作念这个发现的时候我打了一个寒噤。 ”本磋商的笔头作家、磋商生时期在国立天文台水泽VLBI不雅测所进行磋商的Zhejiang Lab (之江推行室)的崔玉竹磋商员这么说谈。 “光是分析12年的数据就很坚苦，但这是光靠这少量是总共无法捕捉到的变化。 仔细分析长达20多年的令东谈主视为畏途的海量数据促成了这次的新发现。 ” 这种射流的周期变化意味着什么呢？ 为了查明其原因，磋商小组进一步使用树立在国立天文台水泽的天文体专用超等狡计机“Ateriⅱ(※8 )”进行了表面模拟，并查验了不雅测已矣。 已矣标明，不雅测到的11年周期的喷射振动不错用自转的黑洞拖动周围时空产生的被称为“透镜-先令旋进(※9 )”的开放很好地解释(图3 )。
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[图3]在阿特鲁伊ⅱ进行的广义相对论磁流体模拟清爽了着陆圆盘及射流的旋进情况。 初期树立旋转轴相对于黑洞的自转轴歪斜的千里降圆盘，跟踪那时期变化的情况。 彩色图露出子午面上的密度。 信用:川岛一又尚
“透镜-先令的岁差，雷同于地球芝麻引起的岁差。 在地球芝麻，作用于歪斜陀螺的地球重力会成为旋进开放的诱因。 在这次的情况下，由于黑洞自转产生的力作用于歪斜的千里降圆盘，引起透镜-先令旋进。 ”崇拜表面模拟的东京大学寰宇线磋商所的川岛一又尚磋商员这么解释。 “利用阿特鲁伊ⅱ进行了旋转轴相对于黑洞自转轴歪斜的千里降圆盘的数值模拟。 于是，发现由于透镜-先令的年级差，着陆圆盘会以与不雅测疏导进程的周期旋转。 况兼模拟已矣清爽，跟着着陆圆盘的开放，射流也通常进行旋进开放。 ” 本磋商有劲地证据了M87的纷乱黑洞正在自转。 同期，这也浓烈支撑了自转与射流的酿成密切相关的表面(※10 )，是在料理困扰磋商者多年的难题上取得纷乱逾越的后果。 “本后果是以东亚地区为中心的全国45个磋商机构的磋商东谈主员经由团队蚁合不雅测多年后终于揭开的令东谈主本旨的科学里程碑。 ”担任EAVN行为星河核科学责任组发起东谈主的工学院大学纪基树客座磋商员这么说谈。 “竣工拟合简便正弦弧线的长达20多年的不雅测数据，将为咱们对黑洞和喷气射流的会通带来纷乱的阐扬。 ” 在水泽从磋商生时期就开动诱导崔氏的磋商，共同进行磋商的国立天文台水泽VLBI不雅测所的秦和弘助教说:“在条目创造短期磋商后果的今天，这次的后果不错说是终年褂讪的数据蕴蓄带来紧要发现的好例子。 由于喷射的刚劲能量对周围的物资也有很大的影响，是以捕捉到促进其发生的黑洞自转的笔据也不错成为解开星河酿成·进化历史的陈迹吧。 ”的指摘。 磋商小组赓续不雅测M87喷气。 看成EAVN的主要电视台，诳骗VERA千里镜的国立天文台水泽VLBI不雅测所长处本间希树西宾说:“今后通过将得到的射流的体式变化与用EHT得到的黑洞的动画进行相比，但愿能愈加正确地导出黑洞和射流的勾搭和自转的速率。 ”他抒发了今后的抱负。
足球推网平台论文信息这项磋商后果刊登在英国科学杂志《当然》2023年9月27日的Cui et al .“precess ing jet nozzle connecting to a spinning black hole in M87”上。 这是包括日本10个机构在内的全国45个磋商机构、79名磋商者的国外共同磋商后果。 DOI:10.1038/s41586-023-06479-6
URL: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06479-6
日本的孝顺在本国外共同磋商中，日本的磋商机构及日本磋商者从多样各类的不雅点作念出了进攻的孝顺。 主要内容追思如下。 磋商追思及不雅测立案 包括VERA等日本电波千里镜在内的EAVN的诳骗 日韩蚁合相关器的开拓蚁合诳骗 不雅测数据的分析成像 使用国立天文台天文体专用超等狡计机“Atii”的不雅测已矣的表面查验和京及富岳项考虑模拟代码的开拓
脚注.用语解释※1光子环 从纷乱黑洞隔壁喷出的高速等离子气体的流动。 其一大特征是具有光速的90%以上的速率，在保持着纤细的体式的情况下蔓延到星河除外。 喷气于1918年在M87星河中心被发现为“不成念念议的光之箭”。 怎样开脱纷乱黑洞的重力，酿成射流，加快到接近光速率，其讲明是天文体的一大课题。 ※2行为星系核 在星河中，中心核的小区域相当亮堂。 这叫作念行为星系。 中心有一个纷乱的黑洞，被吸入其中的气体和相背喷出的喷气被觉得会亮堂地醒目着。 ※3 EHT (Event Horizon Telescope ) 主如果在波长1.3mm波段进行的人人限制的VLBI会聚的名字。 2019年M87、2022年，对于星河中心，公开了由EHT拍摄的纷乱黑洞图像。 为止2023年，包括智利阿尔玛千里镜在内的全国9个地点11台毫米波千里镜加入了EHT的会聚。 ※4 gmva (人人毫米阵列) 这是在3.5mm波段进行的人人VLBI会聚的称呼。 为止2023年，包括智利阿尔玛千里镜在内的人人23台毫米波千里镜已加入GMVA会聚。 ※5着陆圆盘 气体被诱惑向中心的千里重天体落下，这叫作念降落。 常常，气体在旋转开放的同期向中心天体落下。 此时，在离心力的作用下，气体变成扁平的结构，酿成的即是千里降圆盘。 特别是在黑洞周围的千里降圆盘中，黑洞隔壁的重力能量被开释，转念成纷乱能量的磁场和光能。 一般觉得，由千里降圆盘放大的磁场被运载到黑洞，对射流的酿成起了很大的作用。 另外，由于纷乱的能量看成光被开释，伴跟着千里降圆盘的纷乱黑洞被不雅测为行为星系核。 ※6 eavn ( east Asian VLBI会聚； 东亚VLBI会聚) 是由以日本、韩国、中国、泰国为首的东亚、东南亚地区的电波千里镜组成的国外VLBI会聚。 为止2023年，共有16台射电千里镜加入会聚，以4.5cm波段、1.3cm波段、7mm波段的3个不雅测波段为中心进行诳骗。 最大基线长为中国南尚-小笠原之间的5100km。 共有13台电波千里镜(水泽、来来、小笠原、石墙、日立、高萩、野边山、首尔、乌尔桑、丹纳、约翰、上海、南山)投入了本磋商的不雅测。 另外，意大利(梅迪奇纳、札记本、撒丁尼亚)和俄罗斯(巴里)的射电千里镜也投入了部分EAVN不雅测。 ※7 从以前开动就人所共知，流动的情况会沿着喷射的喷出标的变化。 ※8超等狡计机“阿特鲁伊ⅱ” 国立天文台天文模拟神色诳骗的天文体专用超等狡计机。 表面运算性能为3.087 PETA flop (1PETA为10的15次方，flop是露出狡计机每秒可处理的运算次数的单元)，是全国上天文体数值狡计专用机中最快的。 树立在岩手县奥州市的国立天文台水泽校区，与吉祥时期活跃确当地枭雄阿特鲁伊相似定名。 包含着“但愿你勇猛勇猛地挑战寰宇之谜”的愿望。 ※9透镜-密封效应/岁差( Lense-Thirring效应/岁差) 在自转的天体(黑洞、地球等)周围，广义相对论效果会使时空自身受到天体自转的拖动而旋转。 这种时空拖曳效应称为透镜-密封效应。 由透镜先令效应引起的年级差开放即是透镜先令的年级差。 旋进是指物体的旋转轴像锯齿一样一边画着圆一边舞动的表象。 对于着陆圆盘，当着陆圆盘的旋转轴和黑洞的旋转轴歪斜时会发生这种表象。 另外，透镜-先令的岁差不限于黑洞等顶点的强重力天体，也由地球等弱重力天体的自转引起。 举例，2000年代，好意思国航天局和斯坦福大学辐射的卫星“gravity probe B”搭载的陀螺仪，在表面推断的15%的限制内，考据了地球自转引起的渺小时空拖曳引起的旋进的情况。 况兼，在这次的M87的不雅测中，奏效地就黑洞周围的重力场引起的极强的时空拖曳效果和透镜-先令旋进的色差，清爽了迄今为止最强的笔据。 ※10品牌福特- znajek机构( Blandford - Znajek机构) 相对论性喷气的加快机构，从1918岁首度在M87上不雅测到喷气于今已有100年，但于今仍不明晰。 现在，加快机构最有劲的候选机构是品牌福特·兹纳埃克机构。 表面标明，这是一种通过磁场抽取黑洞自转能量的机制，很有可能将射流加快到光速的99%以上。 由于黑洞需要自转，通过这次的不雅测掌捏了需要天体自转的透镜-先令旋进的笔据，证据了品牌福特·斯那克机制很有可能正在发生。
致谢词该磋商由文部科学省/日本学术振兴会科学磋商费援助金( No. JP18H03721、JP19H01943、JP18KK0090、JP21H01137、JP22H00157、JP18K13594、jp19h 000 JP19KK0081 )、文部科学省超等狡计机“富岳”后果创造加快设施“通过模拟和AI的交融来讲明的寰宇结构和进化”( JPMXP1020230406 )、以过火他，王人是在国外支撑下进行的。 对于扫数救助机构，请参阅论文谢辞。
国内蚁合发表机构当然科学磋商机构国立天文台、茨城大学、大阪公立大学、工学院大学、驹泽大学、空洞磋商磋商生院大学、筑波大学、东京大学寰宇线磋商所、东瀛大学、山口大学
[記者発表で用いた資料はこちら]
www.wuwbu.com征询处 秦和弘国立天文台水泽VLBI不雅测所 Email: kazuhiro.hada哎呀nao.ac.jp 纪基树工学院大学 Email: motoki.kino啊nao.ac.jp 川岛一又尚东京大学寰宇线磋商所 Email: kawshm哎呀icrr.u-tokyo.ac.jp 本间希树国立天文台水泽VLBI不雅测所 Email: mareki.honma哎呀nao.ac.jp 山冈均国立天文台天文信息中心 E-mail: hitoshi.yamaoka哎呀nao.ac.jp 影像.视频集东亚VLBI会聚( EAVN )图片
皇冠信用网信用:国度天文台
超等狡计机“Atii”图片
信用:国度天文台
射流喷出标的随时期变化的情况图片
信用: Cui et al.(2023 )
从M87星河的纷乱黑洞喷出的喷气视频[ジェットの向きの矢印ガイドなし版はこちら]
信用: Cui et al.(2023 )，animation by Kazuhiro Hada
アテルイIIによる理論シミュレーション動画菠菜棋牌平台海南开放竞技型博彩业通过推论一般相对论辐射传输狡计(光的传播狡计)，将本磋商所示的一般相对论磁流体模拟(高温气体开放的模拟)的已矣可视化的视频。 凹凸蔓延的煞白区域是喷气，中心隔壁的淡蓝色区域是降落圆盘。 展示了镜头-先令旋进的情况。 初期射流的标的为右斜上/左斜下。 在左上的模拟技能( t )，从14000傍边开动透镜-先令旋进开放，在技能20000傍边旋转到左斜上/右斜下的标的，在视频的终末( 26000隔壁)复返到接近初期的标的。 模拟时期10000约特别于10年，不错看启程生了约10年周期的岁差开放。 另外，该视频谈判了可视性，模拟了比实质的M87更歪斜标的(赤谈面标的)的不雅测。 狡计中使用了阿替洛尔ⅱ。 信用::川岛一又尚、高桥博之、大须贺健
围绕自转的黑洞旋进的着陆圆盘和射流的CG动画XXX被誉为足球界的神童，他的天赋和实力在场上得到了完美的体现。他的表现已经吸引了众多俱乐部的关注。
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信用: Cui et al. (2023 )，Intouchable Lab@Openverse，Zhejiang Lab
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