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一个遥远星系中的黑洞苏醒,产生X射线爆发

了解黑洞为何变得活跃,以及专家们为何仍无法解释其规律性X射线能量闪光源。

作者Paul Smaglik
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巨大黑洞Ansky及其与小型天体的相互作用周围吸积盘的艺术想象图。图片来源:欧洲航天局

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黑洞——大多数星系中心的超大质量引力源——实际上大部分时间处于休眠状态,或者说基本处于沉睡状态。天文学家们现在发现了一个不仅苏醒过来,而且似乎每隔几天就会敲响宇宙“打盹”按钮的黑洞。

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位于距离地球约3亿光年的SDSS1335+0728星系中心的黑洞,最早在2019年开始显现出活跃迹象,当时该星系开始发出明亮的光芒。但自2024年以来,天文学家们将其昵称为“Ansky”的黑洞开始以规律的间隔产生X射线爆发——这几乎就像Ansky在伸懒腰,然后又小睡片刻一样,根据发表在《自然天文学》杂志上的一篇论文所述。

罕见的黑洞苏醒

观察黑洞活动起来相对罕见。捕捉到被称为准周期性喷发(QPEs)的规律能量爆发则更为罕见。

“这是我们第一次在一个似乎正在苏醒的黑洞中观察到这样的事件,”智利瓦尔帕莱索大学的天文学家、该论文的作者之一Lorena Hernández-García在新闻稿中说。

他们无疑拥有良好的观测视角。多台X射线太空望远镜正在监测Ansky,包括XMM-NewtonNASA的NICERChandraNASA的Swift。在首次观测到辐射后,他们查阅了另一台仪器的存档数据,但没有发现任何早期辐射的证据。


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理解黑洞机制

这些观测可能会改变人们对黑洞运作方式的理解——或者至少是导致QPEs的原因。传统观念认为,黑洞强大的引力会吸入任何胆敢过于靠近的物体,然后将其物质撕碎。被捕获的物质会形成一个炽热、明亮、快速旋转的扁平圆形物体,称为吸积盘。

QPEs被认为是在另一个天体——例如一颗恒星或一个更小的黑洞——与该吸积盘发生相互作用时发生的。但到目前为止,没有任何证据表明Ansky摧毁了一颗恒星。

首次捕捉到Ansky行为并目前正在监测其动态的天文学家们现在正在考虑其他可能性。例如,吸积盘可能由在盘内冲击波中被捕获的气体形成,这些冲击波是由一个小型天体反复穿越——从而扰乱了轨道物质——引起的。

更明亮、更持久的爆发

还有其他迹象表明Ansky的爆发并非由传统理解的力量产生。Ansky的周期性X射线爆发比典型的QPEs持续时间长10倍,亮度高10倍。

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“对于QPEs,我们仍然处于模型多于数据的阶段,我们需要更多的观测来理解正在发生的事情,”欧洲航天局研究员、该研究的作者之一Erwan Quintin在新闻稿中说。“我们曾经认为QPEs是小天体被大天体捕获并螺旋式下降的结果。Ansky的喷发似乎在告诉我们一个不同的故事。”

天文学家们将通过观察这一罕见现象的展开来更好地理解这个故事。未来的ESA任务也可能帮助天文学家们更多地了解与X射线爆发相关的引力波。

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文章来源

我们的Discovermagazine.com作家在文章中采用同行评审研究和高质量来源,我们的编辑会审阅科学准确性和编辑标准。请查看本文使用的以下来源

  • Paul Smaglik

    在加入Discover Magazine之前,Paul Smaglik做了20多年的科学记者,专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸,后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。

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