最遠(yuǎn)的類星體與黑洞
(圖片來源:M. Kornmesser, ESO)
這是一張藝術(shù)想象圖,模擬天文學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)的距離地球已知最遙遠(yuǎn)的類星體ULAS J1120 0641。這其實(shí)是一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于20億倍太陽質(zhì)量的巨型黑洞正不斷發(fā)射出強(qiáng)烈的輻射。有關(guān)這一類星體目標(biāo)發(fā)現(xiàn)的消息被發(fā)表在一篇刊登于《自然》雜志上的論文中。
類星體是一類極其明亮但也及其遙遠(yuǎn)的特殊星系,據(jù)信它們的核心位置存在超大質(zhì)量黑洞,并且正不管吞噬周遭的物質(zhì)。由于其遙遠(yuǎn)的距離,光線需要很長的時(shí)間才能抵達(dá)地球,從而被地球上的人們觀測到。事實(shí)上,根據(jù)歐洲南方天文臺的科學(xué)家們計(jì)算,這一類星體所處的時(shí)代距離宇宙誕生僅有7.7億年。一般認(rèn)為宇宙起源于一次大爆炸,該事件發(fā)生于137億年前。
俄科學(xué)家稱黑洞適宜定居外星人或已居住
2011-10-10
眾所周知,黑洞以其超大的質(zhì)量和引力場吸收周邊所有的物質(zhì),甚至光也不能逃逸。而人類無法對黑洞進(jìn)行探索,是因?yàn)闊o法跨過黑洞的“門檻”——“事界”,即黑洞周圍物質(zhì)有去無回的邊界。
然而多庫恰耶夫認(rèn)為,黑洞內(nèi)部區(qū)域——“柯西視界”是黑洞唯一具有生命生存條件的區(qū)域,它并非能完全地摧毀和吞噬一切,光子可以循著穩(wěn)定的軌道生存。既然光子都“有道可循”,那么就沒有理由不相信,黑洞內(nèi)有可能存在可供大型星體運(yùn)行的軌道。
多庫恰耶夫說:“超大黑洞內(nèi)部可能有適合高等文明生存的環(huán)境,但在外部是看不到的?!辈贿^,雖然多庫恰耶夫言之鑿鑿,但這一假設(shè)目前只存在于理論層面,想要驗(yàn)證其真?zhèn)危行钑r(shí)日。
首次拍到:黑洞吞恒星過程曝光星球瞬間撕碎
據(jù)報(bào)道,照片中的黑洞距地球40億光年。據(jù)悉,大部分星系都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞,這些黑洞質(zhì)量大小不一,質(zhì)量從相當(dāng)于100萬個(gè)到100億個(gè)太陽的質(zhì)量不等。據(jù)悉,黑洞每隔一億年才會吞噬一顆恆星,因此科學(xué)家認(rèn)為,這個(gè)黑洞比預(yù)計(jì)的質(zhì)量更大。
藝術(shù)家用插話描繪出黑洞吞噬恒星的過程,這被認(rèn)為是目前宇宙最神秘、最震撼的情景。據(jù)悉,圖中的黑洞距地球約40億光年。
如此壯觀的景象由被黑洞吞噬的恒星碎片所致,在此之前,科學(xué)家從未觀測到這種景象
北京時(shí)間8月26日消息,天文學(xué)家第一次拍到特大質(zhì)量黑洞撕裂吞噬恒星并噴射出噴流的壯觀景象。這種罕見的景象是宇宙中最激烈的現(xiàn)象之一。這個(gè)堪稱“太空怪獸”的黑洞位于一個(gè)遙遠(yuǎn)星系中部,距地球近40億光年。吞噬恒星之后,黑洞放射出壯觀的等離子流。
黑洞在吞噬恒星之后放射出等離子噴流。這一壯觀的景象在距離地球40億光年的太空區(qū)域上演
如此壯觀的景象由被黑洞吞噬的恒星碎片所致,在此之前,科學(xué)家從未觀測到這種景象。黑洞產(chǎn)生的等離子噴流被稱之為“相對論性噴流”,長度可達(dá)到數(shù)十萬光年。絕大多數(shù)星系中央都存在特大質(zhì)量黑洞,它們的質(zhì)量相當(dāng)于數(shù)百萬甚至數(shù)十億個(gè)太陽,憑借強(qiáng)大的引力吞噬附近的一切物質(zhì)。
3月,“雨燕”望遠(yuǎn)鏡觀測到恒星被特大質(zhì)量黑洞吞噬的景象。這顆恒星因與巨型黑洞之間的距離過近,最終遭受滅頂之災(zāi)。美國賓夕法尼亞州大學(xué)的大衛(wèi)-布羅斯博士和一組科學(xué)家表示,明亮紫外線閃光的化學(xué)分析顯示,閃光來自于被黑洞吞噬的物質(zhì)。這個(gè)黑洞的體積相當(dāng)于100萬個(gè)太陽。研究小組在發(fā)表于《自然》雜志的報(bào)告中指出:“我們認(rèn)為我們捕捉到一個(gè)特大質(zhì)量黑洞噴射相對論性噴流的景象。”
在一個(gè)星系內(nèi),黑洞吞噬恒星的事件每一億年發(fā)生一次。由于吞噬恒星獲取更多質(zhì)量,這個(gè)黑洞的能量進(jìn)一步提高。吞噬恒星或者其他黑洞是黑洞“生長”的重要動力,也因此孕育出特大質(zhì)量黑洞。特大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量可相當(dāng)于數(shù)十億個(gè)太陽。相比之下,太陽只有一個(gè)太陽質(zhì)量,地球的質(zhì)量更是只有一個(gè)太陽質(zhì)量的 1/332950。
億萬年一遇黑洞神秘能量束正吞噬恒星
2011-06-21
有趣的是,整個(gè)過程還伴隨著一些曲折的情節(jié),天文學(xué)家最初認(rèn)為這只是一個(gè)比較普通的伽馬射線暴發(fā),但是經(jīng)過數(shù)月,能量依然在高密度釋放,于是科學(xué)家意識到原因肯定不是原想的那么簡單,必然隱藏著更神秘的力量。
美國加州大學(xué)伯克利分校天文學(xué)教授Joshua Bloom認(rèn)為:這是一個(gè)極其不尋常的天文事件,這個(gè)超級能量束釋放大約從3月24日開始,到現(xiàn)在已經(jīng)超過兩個(gè)多月了,能量還是源源不斷的釋放,并且沒有衰減跡象。
美國宇航局同時(shí)也動用了哈勃望遠(yuǎn)鏡和錢德拉X射線望遠(yuǎn)鏡,對這個(gè)神秘的能量釋放源進(jìn)行探測。并且最終確定了,這是一顆恒星在被超大質(zhì)量黑洞吞噬的時(shí)候釋放出來的。黑洞撕裂恒星的過程中,被撕扯下來的大量物質(zhì)會在黑洞吸積盤上形成質(zhì)量漩渦,就像水池放水時(shí)產(chǎn)生的漩渦一樣,將釋放大量的能量。
美國宇航局對此進(jìn)行了詳細(xì)的討論,得出的結(jié)論是:這個(gè)顆恒星的和太陽差不多,而撕裂它的黑洞質(zhì)量比它大至少100萬倍。但是這其中又有出現(xiàn)了一個(gè)謎團(tuán)。為什么這個(gè)特殊的黑洞不吞噬該區(qū)域周圍的其他物質(zhì)呢?并且有證據(jù)表明在該區(qū)域還存在著其他黑洞。
對此,Bloom教授認(rèn)為:這個(gè)黑洞可能是另一類型的黑洞,它不像普通黑洞那樣見到物質(zhì)就直接吞噬,整個(gè)事件更像是隨機(jī)性的吞噬行為。這種情況可能發(fā)生在任何一個(gè)星系之中,但其發(fā)生的概率非常的低,并且很可能永遠(yuǎn)都不會再發(fā)生,所以被觀測到是一種概率極低事件。
這件事能夠幫助天文學(xué)家進(jìn)一步了解黑洞。這次拍攝到的是一個(gè)很特殊的黑洞,它僅僅是依靠吞噬了周圍恒星和氣體維持增長,這也為黑洞的成長提供了新的方式,這很有可能改變目前天文界對黑洞吞噬方式的看法,或許黑洞還存在著更大的秘密。
電腦模擬黑洞形成發(fā)現(xiàn)神秘震動波
2011-09-30
黑洞產(chǎn)生震動波(網(wǎng)絡(luò)圖片)
據(jù)國外媒體報(bào)道,紐約大學(xué)的研究人員通過模擬早期宇宙中太初黑洞在穿過一顆恒星時(shí),所產(chǎn)生的各種時(shí)空效應(yīng),從而對暗物質(zhì)的組成進(jìn)行理論上的假設(shè)。圖中形象地顯示了當(dāng)一個(gè)太初黑洞在穿過一顆恒星核心區(qū)域的過程中,所產(chǎn)生的振動波的情形。不同的顏色的區(qū)域?qū)?yīng)太初黑洞的密度分布以及其所產(chǎn)生振動效應(yīng)的強(qiáng)弱程度。在銀河系中大約存在著千億顆恒星,如此大的樣本前提下,科學(xué)家認(rèn)為可觀察到相當(dāng)數(shù)量的該現(xiàn)象。相關(guān)的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在本月初的《物理評論快報(bào)》期刊上。
這項(xiàng)新的研究是通過觀察發(fā)生于恒星表面的波狀漣漪,來間接發(fā)現(xiàn)驚人難以捉摸的暗物質(zhì)存在證據(jù)。根據(jù)參與該項(xiàng)研究的科學(xué)家稱:當(dāng)我們在實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭性O(shè)定一個(gè)太初黑洞穿過一顆恒星的中央核結(jié)構(gòu)時(shí),其所產(chǎn)生的振動就可以反映出關(guān)于暗物質(zhì)的信息。這些振動不僅攜帶了暗物質(zhì)的信息,同時(shí)也會在恒星表面上發(fā)生漣漪效應(yīng),觀察發(fā)生于恒星表面的異?;顒诱奖卷?xiàng)研究的關(guān)鍵之處。暗物質(zhì)對于宇宙學(xué)家而言,被認(rèn)為是構(gòu)成了宇宙中超過80%的物質(zhì),而且至今在天體物理學(xué)界從未直接探測到暗物質(zhì)的存在。
我們對暗物質(zhì)進(jìn)行研究,這個(gè)過程中所得出的任何結(jié)果都使我們對宇宙早期物質(zhì)的了解產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在尋找暗物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)歷程中,宇宙學(xué)家認(rèn)為:我們目前所看到的宇宙,即能被人類通過各種手段觀測到物質(zhì),比如星系、恒星、星團(tuán)等等僅僅是宇宙中總物質(zhì)含量的4%,其也被科學(xué)家稱為“宇宙中正常的物質(zhì)”,而剩下的即是所謂的“不正常亦或不尋常的物質(zhì)”,這些奇怪的物質(zhì)就是與宇宙暗能量和暗物質(zhì)存在重大關(guān)系。
雖然暗物質(zhì)被認(rèn)為是宇宙的主宰,在一定程度上說,其是統(tǒng)治著整個(gè)宇宙,我們所能看見的宇宙中的物質(zhì)僅僅是滄海一粟。但是,探測暗物質(zhì)并不是通過正常的觀測手段,由于暗物質(zhì)不與電磁力發(fā)生相互作用,所以用傳統(tǒng)的電磁波天文觀測無法發(fā)現(xiàn)其存在,只能間接地通過引力效應(yīng)來推斷其存在。研究人員認(rèn)為:這項(xiàng)新的研究可以幫助科學(xué)家更好地了解暗物質(zhì)到底是什么,我們已經(jīng)知道其統(tǒng)治著宇宙,卻還不知道它到底是什么。
科學(xué)家通過模擬在早期宇宙中出現(xiàn)的太初黑洞穿過一顆恒星時(shí),研究這個(gè)過程終究會發(fā)生什么情況。太初黑洞在宇宙學(xué)中被認(rèn)為存在于大爆炸發(fā)生后密度較高的時(shí)期,也就是處于宇宙加速膨脹的早期階段。我們目前知道,今天的宇宙誕生于137億年之前的一次大爆炸。因此,暗物質(zhì)是如何產(chǎn)生的,以及在宇宙演化過程中哪個(gè)階段出現(xiàn)的,都是科學(xué)家需要了解的問題。參與本次實(shí)驗(yàn)的研究人員認(rèn)為:對于實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)結(jié)果還有待于進(jìn)一步的觀察,這些奇怪的宇宙結(jié)構(gòu)可能是暗物質(zhì)的來源之一。
由于太初黑洞比目前宇宙恐怖的黑洞要小很多,其體積甚至比原子核還要小,因此不會將整個(gè)恒星吞噬掉,自然也不會把光也掩沒了。與此相反,由于太初黑洞體積太小,與恒星發(fā)生碰撞等接觸時(shí),會導(dǎo)致恒星表面上出現(xiàn)明顯的振動現(xiàn)象。然而,暗物質(zhì)與恒星發(fā)生接觸是一種怎樣的場景呢?美國紐約大學(xué)研究人員邁克爾科斯登(Michael Kesden)認(rèn)為:你可以想象一個(gè)巨大的水球,然后嘗試著將其戳出一個(gè)小洞,這時(shí)候里面流出的水形成的波狀流動就類似于恒星表面出現(xiàn)的情況。邁克爾科斯登同時(shí)也是該研究論文的主要作者。
通過觀察恒星表面出現(xiàn)異常運(yùn)動,我們就可以弄清楚在恒星內(nèi)部正在發(fā)生著什么情況。同理,如果一個(gè)太初黑洞穿過一顆恒星中央核結(jié)構(gòu),我們就可以通過觀察其表面的振動來了解恒星內(nèi)部的相互作用?,F(xiàn)在,對于本次研究的科學(xué)家而言,可能僅僅只是一個(gè)時(shí)間的問題。研究人員模擬一個(gè)太初黑洞具有多大體積,才可以使得其與恒星發(fā)生接觸時(shí)造成恒星表面出現(xiàn)明顯振動波紋。結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)質(zhì)量達(dá)到一個(gè)典型的小行星水平時(shí),才可符合這個(gè)要求。如果僅僅是一個(gè)真正意義上的太初黑洞,科學(xué)家認(rèn)為能夠在一些離散分布的點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)異常情況。
研究人員邁克爾科斯登同時(shí)也指出:我們現(xiàn)在已經(jīng)知道太初黑洞可以在恒星表面產(chǎn)生可檢測到的振動現(xiàn)象,我們現(xiàn)在嘗試著觀察在比太陽更大的恒星上會出現(xiàn)何種情況。僅僅是銀河系中的恒星就有一千億顆的數(shù)量級,在這么大的基礎(chǔ)樣本前提下,如果我們知道銀河系中哪兒會發(fā)生這類現(xiàn)象,每年估計(jì)可以看到一萬個(gè)左右此類的事件。
來源:騰訊科學(xué)
恒星氣體進(jìn)入黑洞奇異瞬間
2011-03-30
新觀測結(jié)果顯示,在被黑洞吞沒的物質(zhì)中,有一小部分受磁場牽引轉(zhuǎn)向成為物質(zhì)噴射流沖向太空。
歐航局首次觀測到恒星氣體進(jìn)入黑洞奇異瞬間(網(wǎng)絡(luò)圖片)
據(jù)國外媒體報(bào)道,新觀測結(jié)果顯示,在被黑洞吞沒的物質(zhì)中,有一小部分受磁場牽引轉(zhuǎn)向成為物質(zhì)噴射流沖向太空。
在流入黑洞的恒星氣體中,一小部分受磁場牽引轉(zhuǎn)向成為噴射流沖向太空
沒有人會想如此近距離的接近黑洞,因?yàn)榫嗪诙粗旅砻鏀?shù)百公里的空間是由粒子和輻射構(gòu)成的漩渦。巨大的粒子風(fēng)暴正以接近光的速度墜入,其溫度不斷升高,最終達(dá)到數(shù)百萬度。通常只需要一毫秒,粒子就可以飛躍這一致命的距離,但是有一小部分粒子可以飛離黑洞。
由于新Integral觀測,天文學(xué)家現(xiàn)在可以確定這個(gè)混亂的區(qū)域周圍存在磁場。這是首次在距黑洞如此近的區(qū)域內(nèi)識別出有磁場存在。最重要的是,這些觀測顯示這些高度結(jié)構(gòu)化的磁場形成了一個(gè)逃離隧道,可以讓一些進(jìn)入的粒子飛離黑洞。法國原子能委員會的天文學(xué)家菲利普-勞倫特(Philippe Laurent)和他的同事們通過對天鵝座X-1黑洞進(jìn)行觀測研究得出這一結(jié)果。
他們的證據(jù)顯示這一區(qū)域的磁場強(qiáng)度非常大,足以將粒子推離黑洞引力的牽引,最終形成物質(zhì)噴射流沖向太空。當(dāng)物質(zhì)噴射流中的粒子以旋轉(zhuǎn)的軌跡被拉出時(shí),伽馬射線偏振會產(chǎn)生變化。和普通光線一樣,伽馬射線也屬于波的一種,波的振動方向稱之為光的偏振。當(dāng)高速粒子旋轉(zhuǎn)著進(jìn)入磁場時(shí),會產(chǎn)生一種稱之為同步輻射的光線。這些光線可以顯示出一個(gè)偏振特征圖。研究小組在這些伽馬射線中發(fā)現(xiàn)這種偏振。這是非常難觀測到的。
勞倫特說:“為了確定這一發(fā)現(xiàn),我們必須利用Integral對天鵝座X-1所觀測的全部數(shù)據(jù)。但是,我們現(xiàn)在仍然不能確切地知道這些流入的物質(zhì)如何變成物質(zhì)噴射流。在理論方面仍存在很大的爭議,這些觀測將可以幫助科學(xué)家解決這一爭議?!?/p>
之前通過射電望遠(yuǎn)鏡也觀測到黑洞周圍存在物質(zhì)噴射流,但是這些觀測不夠詳細(xì),不能確定這些噴射流距離黑洞有多近。因此,目前這些新的觀測數(shù)據(jù)極其重要。
宇宙中黑洞旋轉(zhuǎn)速度愈來愈快
2011-08-16
PKS 0521-36星系中心超大質(zhì)量黑洞噴射示意圖 (Credit: Dana Berry / STScI)
據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)站報(bào)道,兩位英國天文學(xué)家通過分析無線電、可見光和X射線天文數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在眾星系中心巨星黑洞的旋轉(zhuǎn)速度平均說來要比宇宙歷史上任何時(shí)期都快。
現(xiàn)今天文學(xué)已有充足證據(jù)表明每個(gè)星系的中心都有一個(gè)黑洞,這些黑洞質(zhì)量在一百萬個(gè)到一千萬個(gè)太陽之間,所以通常被稱為超質(zhì)量黑洞。盡管它們不能被直接看到,但物質(zhì)圍繞黑洞吸積盤旋轉(zhuǎn)而后湮滅;該物質(zhì)能變得非常熾熱,并且放射出包括能被太空望遠(yuǎn)鏡所探測到的X射線在內(nèi)的輻射,相關(guān)的無線電輻射甚至能被地基望遠(yuǎn)鏡所探測到。同時(shí),與黑洞還伴隨孿生噴流及它們的吸積盤。
樸次茅斯大學(xué)的馬丁內(nèi)斯·森斯格博士和牛津大學(xué)的饒令斯教授將旋轉(zhuǎn)黑洞的理論模型跟用不同儀器所作的射電、可見光和X射線觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)這些理論能很好解釋帶噴射流的眾多超大質(zhì)量黑洞。
通過無線電觀測,這兩位天文學(xué)家能夠從眾黑洞進(jìn)行取樣,推斷這些強(qiáng)力噴射流的速度。通過對它們是如何獲得物質(zhì)(吸積過程)的估算,兩天文學(xué)家可以推測這些噴射流旋轉(zhuǎn)得有多快。此外,這些觀測也提供了這些超大質(zhì)量黑洞是如何演化的信息。在過去宇宙只有現(xiàn)在一半大的時(shí)候,所有超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)速度實(shí)際上很慢,但現(xiàn)在它們中有相當(dāng)一部分旋轉(zhuǎn)速度非常快。所以從平均整體上看,現(xiàn)在超大質(zhì)量黑洞的旋轉(zhuǎn)要比以前快得多。
這是首次發(fā)現(xiàn)超大質(zhì)量黑洞的旋轉(zhuǎn)一直受到制約,它表明,那些靠吞噬物質(zhì)的長大的超大質(zhì)量黑洞幾乎沒有旋轉(zhuǎn),然而那些與其它黑洞進(jìn)行合并的黑洞將迅速旋轉(zhuǎn)。
馬丁內(nèi)斯-森斯格博士對該新研究結(jié)果評論說:“黑洞旋轉(zhuǎn)可以告訴很多它們是如何形成的信息。我們的結(jié)果表明,在近代最大質(zhì)量黑洞的很大一部分都已經(jīng)莫名其妙的旋轉(zhuǎn)起來了。”該新發(fā)現(xiàn)發(fā)表在皇家天文學(xué)會月報(bào)雜志上。
人類史上最震撼發(fā)現(xiàn):黑洞都連著更大的宇宙
2010-12-11訊,北京時(shí)間12月8日消息,美國國家地理網(wǎng)站評選出2010年度十大天體物理學(xué)發(fā)現(xiàn),宇宙外潛伏未知“結(jié)構(gòu)”新證據(jù)、銀河系中心發(fā)現(xiàn)神秘氣泡狀結(jié)構(gòu)以及“大爆炸”造出“液態(tài)”宇宙等重大發(fā)現(xiàn)榜上有名。
每個(gè)黑洞內(nèi)都含有一個(gè)宇宙
天文學(xué)家在2010年4月宣布,我們的宇宙就像是俄羅斯套娃的一部分,可能棲身于一個(gè)黑洞內(nèi),而這個(gè)黑洞本身又是一個(gè)更大宇宙的一部分。反過來,迄今在宇宙中發(fā)現(xiàn)的所有黑洞可能都是通向其他世界的通道。
美國印第安納大學(xué)的物理學(xué)家尼克丹姆·鮑勃拉姆斯基(Nikodem Poplawski)近日提出了一個(gè)有關(guān)落入黑洞的物質(zhì)所作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的嶄新數(shù)學(xué)模型。根據(jù)他的方程,黑洞可能是不同宇宙間的時(shí)空通道,或者說,一種蟲洞。被黑洞吞噬的物質(zhì)并未如之前理論預(yù)言的那樣塌縮成一個(gè)奇點(diǎn),而是從黑洞的另一端以“白洞”的形式噴發(fā)出來。
黑洞噴射能量形成銀河系中心兩巨型氣泡
2010-11-12 據(jù)美國太空網(wǎng)報(bào)道,科學(xué)家日前最新探測發(fā)現(xiàn)銀河系中心溢出高能量放射線形成的兩個(gè)巨大氣泡,并認(rèn)為這兩個(gè)巨大的氣泡源自一個(gè)超大質(zhì)量黑洞的噴發(fā)。每個(gè)神秘的宇宙氣泡結(jié)構(gòu)直徑跨越25000光年,兩個(gè)氣泡連接起來可覆蓋可見夜空一半的區(qū)域,它們噴射著伽馬射線(高能量波長光線)。
研究人員稱,宇宙氣泡結(jié)構(gòu)表明數(shù)百萬年前存在著爆炸式的恒星誕生,或者它們形成于銀河系中心一個(gè)超大質(zhì)量黑洞噴射大量氣體和灰塵之中。美國哈佛 -史密遜天體物理學(xué)研究中心的道格-芬克貝涅(Doug Finkbeiner)是該項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人,他說:“目前最新發(fā)現(xiàn)的銀河系巨大氣泡結(jié)構(gòu)仍存在著謎團(tuán),我們并不能完全理解它的特性或者起源?!?010年11月11日消息,費(fèi)爾米伽馬射線望遠(yuǎn)鏡在銀河系中心發(fā)現(xiàn)巨大的伽馬射線氣泡結(jié)構(gòu)。
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