黑洞暗流直指地球

查看大圖|超大質(zhì)量黑洞撕碎并吞噬恒星概念圖。天文學(xué)家稱之為潮汐破壞事件。一國際天文學(xué)家小組表示，在此次事件中他們探測到了超大質(zhì)量黑洞中噴射出的迄今為止最明亮的物質(zhì)。該噴流正指向地球!圖片來自ESO/ M. Kornmesser。

事件發(fā)生那年，天文學(xué)家在夜空深處看到一道非常明亮的閃光時，十分好奇該現(xiàn)象的成因。麻省理工學(xué)院(MIT)和世界各地其他機(jī)構(gòu)的研究人員目前已經(jīng)解開了這個謎團(tuán)：這道亮度超太陽1000萬億倍的閃光來自于一個超大質(zhì)量黑洞噴射出的物質(zhì)；他們猜想，黑洞可能正在吞噬一顆恒星。我們能看見這道如此明亮的閃光是因?yàn)樵搰娚淞鞯姆较蚴堑厍颉?/p>

但這道閃光對于地球而言不具危險性：黑洞和它的噴流遠(yuǎn)在銀河系外距離地球約85億光年的太空深處。

研究人員于2022年11月30日在《自然天文學(xué)》上發(fā)表了一篇新的同行評議論文。該論文的免費(fèi)預(yù)印本也可在arXiv上獲取。

神秘閃光

來自美國國家航空航天局、加州理工學(xué)院和其他地區(qū)的天文學(xué)家利用加州帕洛馬天文臺的茲威基瞬態(tài)設(shè)施(Zwicky Transient Facility)全天空探測器探測閃光。天文學(xué)家使用多臺望遠(yuǎn)鏡，在x射線、紫外線、光學(xué)和無線電波段都能觀測到該閃光。天文學(xué)家將這次閃光命名為AT 2022cmc。

天文學(xué)家此前曾觀測到黑洞吞噬了恒星。此類災(zāi)難性事件被稱為潮汐力瓦解事件(TDEs)。黑洞的潮汐力非常強(qiáng)大，如果恒星靠得太近，就會被撕裂。

AT 2022cmc閃光相當(dāng)獨(dú)特，這是迄今為止記錄得發(fā)生最亮且距離最遠(yuǎn)（85億光年）的潮汐事件。

黑洞噴流指向地球

為什么這次潮汐力瓦解事件得閃光如此明亮?天文學(xué)家稱，黑洞開始吞噬恒星會釋放出巨大的相對論性物質(zhì)噴流。此類事件發(fā)生并不罕見。然而，此次事件發(fā)生產(chǎn)生的噴流恰好指向地球：所以使潮汐破壞事件產(chǎn)生的光亮看起來比平時更亮。科學(xué)家稱這種現(xiàn)象為多普勒提升，或相對論性射束。盡管黑洞橫跨了大半個宇宙，且該氣流釋放了巨大的能量；但該閃光沒有危險性。

伯明翰大學(xué)的天文學(xué)家使用智利的歐洲南方天文臺的甚大望遠(yuǎn)鏡來觀測AT2022cmc。他們意識到主星系比最初想象的要遠(yuǎn)得多。正如伯明翰大學(xué)的馬特·尼科爾所說:

從光譜圖可知，該閃光源熱度高達(dá)約30,000度，這是典型的潮汐力瓦解事件（TDE）。同時我們也觀察到發(fā)生該事件時的星系會吸收該光線。這些吸收線向更紅的波長高度偏移，由此可知這個星系比我們預(yù)期的要遠(yuǎn)得多!

到目前為止，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了三次多普勒提升現(xiàn)象的潮汐破壞事件。AT 2022cmc是全天空探測器中探測到的第一顆。

吞噬過程

研究人員使用國際空間站上的中子星內(nèi)部成分探測器(NICER)望遠(yuǎn)鏡觀測到光信號。這臺望遠(yuǎn)鏡用x射線而非可見光觀測宇宙，。起初，天文學(xué)家認(rèn)為該閃光可能是伽馬射線爆發(fā)。然而，麻省理工學(xué)院的首席作者Dheeraj“DJ”Pasham說:

發(fā)生該事件的前三天監(jiān)測結(jié)果一切都很正常。但我們用x射線望遠(yuǎn)鏡觀察發(fā)現(xiàn)該光源太亮了。這閃光比最強(qiáng)大的伽馬射線余輝強(qiáng)100倍，這現(xiàn)象十分異常。

這一發(fā)現(xiàn)為潮汐力瓦解事件以及超大質(zhì)量黑洞的形成提供了新的線索。合著者麻省理工學(xué)院科維里天體物理和空間研究所博士后Matteo Lucchini說:

宇宙初始的100萬年中，每個星系都迅速形成了一個超大質(zhì)量黑洞。它們的吞噬速度非?？斓俏覀?nèi)匀徊恢莱毕ν呓馐录淌蛇^程。所以，我們可以利用潮汐力瓦解事件來探測吞噬的過程。

在x射線波譜中AT 2022cmc非常亮。此外，天文學(xué)家還觀察到，在最近幾周內(nèi)，它的變化幅度高達(dá)500倍。

查看大圖。M87 (M87或NGC 4486)星系核心黑洞噴流光學(xué)圖像。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于2000年7月6日拍攝。圖片來自NASA/哈勃遺產(chǎn)團(tuán)隊(duì)(STScI/AURA)/維基共享資源。

黑洞周圍的碎片漩渦

如此驚人的x射線能量從何而來?研究人員稱這是“極端的吸積事件”。在潮汐瓦解事件中，黑洞撕裂恒星會產(chǎn)生物質(zhì)漩渦：該漩渦會釋放大量的能量。

AT 2022cmc此類事件時有發(fā)生，并伴有物質(zhì)從黑洞噴射出來。天文學(xué)家想知道到底是怎樣噴流的移動速度，才能產(chǎn)生如此大的能量并引起明亮的閃光。答案是，該速度比任何事物都要塊。Luccini說:

噴射的速度相當(dāng)于光速的99.99%。

哇!這確實(shí)很快。

帕沙姆猜測，黑洞可能處于超級吞噬狀態(tài):

我們能夠探測到很多潮汐瓦解事件的早期現(xiàn)象，并在一周內(nèi)探測到黑洞開始吞噬恒星的現(xiàn)象。

盧基尼稱天文學(xué)家們期待著探測到更多這樣的潮汐瓦解事件。

我們期待將來會有更多這樣的潮汐瓦解事件來幫助我們找出黑洞發(fā)射出這些極其強(qiáng)大的噴流的奧秘。

總之:一國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)表示，他們探測到迄今為止距離地球85億光年外的一黑洞中發(fā)出的最強(qiáng)大的物質(zhì)噴流正沖向地球。

BY:Paul Scott Andersonand

FY: Aaaaaz

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處