我們銀河系中心的巨大黑洞，正在享受一頓異常巨大的星際氣體和塵埃大餐，而研究人員還不知道為什么。加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)物理學(xué)和天文學(xué)教授、該研究的聯(lián)合高級(jí)作者安德里亞·蓋茲(Andrea Ghez)表示：在我們研究超大質(zhì)量黑洞的24年中，從未見過這樣的事情。

黑洞通常是非常安靜，好像在節(jié)食一樣，我們不知道是什么驅(qū)動(dòng)了這么大的盛宴。2019年9月11日由Ghez領(lǐng)導(dǎo)的加州大學(xué)洛杉磯分校銀河中心組一篇關(guān)于這項(xiàng)研究的研究論文發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

研究人員分析了自2003年以來133個(gè)晚上對黑洞的13000多次觀測。這些圖像是由位于夏威夷W.M.凱克天文臺(tái)和位于智利的歐洲南方天文臺(tái)的超大型望遠(yuǎn)鏡收集。研究小組發(fā)現(xiàn)，5月13日，黑洞的“不歸點(diǎn)”（之所以被稱為“點(diǎn)”，因?yàn)槲镔|(zhì)一旦進(jìn)入，就永遠(yuǎn)無法逃脫）外的區(qū)域，亮度是第二亮觀測的兩倍。同時(shí)還在今年另外兩個(gè)晚上觀察到了巨大的變化；所有這三個(gè)變化都是“前所未有的”?？茖W(xué)家們觀察到的亮度是由落入黑洞的氣體和塵埃產(chǎn)生輻射引起。

這些發(fā)現(xiàn)是一個(gè)非同尋常的奇特事件，還是活動(dòng)顯著增加的前兆。加州大學(xué)洛杉磯分校物理和天文學(xué)教授，該論文的聯(lián)合高級(jí)作者馬克·莫里斯說：最大的問題是，黑洞是否正在進(jìn)入一個(gè)新的階段：例如，如果開口處已經(jīng)打開，氣體流入黑洞‘排水溝’的速度在很長一段時(shí)間內(nèi)增加，還是我們只是看到了幾個(gè)不尋常氣泡落下的煙花。該研究小組繼續(xù)觀察該區(qū)域，并將根據(jù)從新圖像中看到的信息試圖解決這個(gè)問題。

天文學(xué)家們想知道黑洞是如何成長并影響星系和宇宙的演化，想知道為什么超大質(zhì)量洞變得更亮，以及它是如何變得更亮的。新發(fā)現(xiàn)是基于對被稱為人馬座A*的黑洞（SGR A*）4月和5月在凱克天文臺(tái)四個(gè)晚上的觀測。黑洞周圍的亮度總是略有變化，但科學(xué)家們對這段時(shí)間內(nèi)亮度的極端變化感到震驚，包括他們在5月13日的觀測結(jié)果。該研究的主要作者、加州大學(xué)洛杉磯分校的研究科學(xué)家Tuan Do說：那天晚上我看到的第一張照片，黑洞太亮了，我一開始誤以為它是S0-2星，因?yàn)槲覐膩頉]有見過人馬座A*這么亮。

但很快就清楚了，源頭必須是黑洞，這真的很令人興奮。關(guān)于活動(dòng)增加的一個(gè)假設(shè)是，當(dāng)一顆名為S0-2的恒星在2018年夏季接近黑洞時(shí)，它在今年發(fā)射了大量氣體到達(dá)黑洞。另一種可能性涉及一個(gè)被稱為G2的奇異天體，它很可能是一對雙星，它在2014年接近黑洞，黑洞可能剝離了G2的外層，這可能有助于解釋黑洞外部亮度增加的原因。另一種可能性是，這種變亮對應(yīng)于被吸引到黑洞中大型小行星的消亡。

對地球沒有危險(xiǎn)

這個(gè)黑洞距離地球大約有26000光年遠(yuǎn)，對我們的地球不構(gòu)成危險(xiǎn)，輻射亮度必須是天文學(xué)家探測到影響地球生命亮度的100億倍?！短祗w物理學(xué)》上還發(fā)表了研究人員的第二篇文章，描述了散斑全息術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)使天文學(xué)家能夠從黑洞附近記錄的24年數(shù)據(jù)中提取和使用非常微弱的信息。Ghez研究小組于7月25日在《科學(xué)》上報(bào)告了對愛因斯坦標(biāo)志性廣義相對論在黑洞附近進(jìn)行的最全面測試。得出的結(jié)論是，愛因斯坦的理論通過了測試，并且是正確的，至少現(xiàn)在是這樣，這是基于對S0-2的研究，因?yàn)镾0-2繞著黑洞做了一個(gè)完整的軌道。

研究團(tuán)隊(duì)研究了3000多顆圍繞超大質(zhì)量黑洞運(yùn)行的恒星。自2004年以來，科學(xué)家們一直在使用Ghez幫助開創(chuàng)的一項(xiàng)強(qiáng)大技術(shù)，稱為自適應(yīng)光學(xué)，它可以實(shí)時(shí)校正地球大氣的扭曲效應(yīng)。但是散斑全息術(shù)使研究人員能夠改進(jìn)自適應(yīng)光學(xué)出現(xiàn)之前十年的數(shù)據(jù)。重新分析這些年的數(shù)據(jù)幫助研究小組得出結(jié)論，在24年內(nèi)沒有在黑洞附近看到過這種亮度水平。這就像是在早期的圖像上做LASIK手術(shù)，收集數(shù)據(jù)來回答一個(gè)問題，并意外地發(fā)現(xiàn)了其他沒有預(yù)料到，令人興奮的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

博科園｜研究/來自：加州大學(xué)洛杉磯分校

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab38c3

DOI: 10.3847/2041-8213/ab3c68

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