磁星突然爆炸,其亮度掩蓋了黑洞周圍的X射線!

一顆明亮的磁星對銀河系中心超大質(zhì)量黑洞進行了光爆,挫敗了天文學家們用x射線望遠鏡研究這個黑洞的努力,這個黑洞被稱為人馬座A *。人馬座A*是已知離地球最近的超大質(zhì)量黑洞,盡管它比最近拍攝到的梅西耶87星系中心的黑洞要小得多、安靜得多、暗得多,但它仍然是天文學家了解黑洞行為及其與周圍環(huán)境相互作用的最佳機會之一。

但早在2013年,人馬座A *和地球之間的一顆磁星(一顆包裹在強大磁場中的超中子星(也稱為中子星))被點亮了!從那以后,它就一直在干擾用x射線望遠鏡觀測黑洞的努力。

蒙特利爾麥吉爾大學的物理學家Daryl Haggard說:我們認為這可能是中子星表面的一次破碎,或者中子星上發(fā)生了一些非常劇烈的事件,導致中子星變得非常非常明亮,然后隨著時間的推移慢慢褪色。磁星是一種微小的天體,它們屬于一類恒星,其大小通??膳c曼哈頓島相媲美,在這顆小星星亮起來之前,它沒有任何跡象表明它在那里。2013年情況發(fā)生了變化,當時,哈格德是利用x射線望遠鏡數(shù)據(jù)觀察人馬座A*的一個團隊成員,該團隊旨在觀察黑洞將如何與G2相互作用——G2是一個巨大的氣體狀物體,將會非常接近黑洞。

黑洞不發(fā)出任何光,但是在它們活動區(qū)域外的熱氣體會發(fā)出光。人馬座A*周圍的云通常只發(fā)出微弱光,但研究人員希望,當G2穿過它時,結(jié)果將是一些有趣的x射線閃光。然后在2013年4月24日,望遠鏡開始傳回一連串驚人的數(shù)據(jù)。第一個注意到這一突然變化的望遠鏡是NASA軌道望遠鏡Swift。當時正在觀察超大質(zhì)量黑洞,試圖從這種相互作用中捕捉到一點x射線波長的信號,然后砰的一聲,磁星爆炸了。一道明亮的x射線閃光,起初,天文學家認為他們從黑洞中看到了一些前所未有的新現(xiàn)象,可能是一次巨大的耀斑。

大多數(shù)x射線天文臺都沒有分辨兩個物體的分辨率,尤其是在磁星發(fā)出如此明亮的光的情況下。這兩個天體在物理空間中相距很遠,大約2萬億英里(3.2萬億公里),或三分之一光年。望遠鏡經(jīng)??吹狡渌x黑洞較近的恒星作為不同的物體。但碰巧的是,人馬座A*和磁星(名為SGR 1745-2900)的角度如此之大,從地球的角度看,它們幾乎是彼此重疊的,在天空中相距僅2.4弧秒(整個天空的周長為129.6萬弧秒),大多數(shù)x射線天文臺幾乎把它們看作一個單一的物體。在2013年4月26日,美國宇航局的另一架軌道x射線望遠鏡NuSTAR在明亮的耀斑中發(fā)現(xiàn)了一些有趣東西:

一種滴答作響的脈沖性質(zhì)的光,峰值每3.76秒出現(xiàn)一次。即使在黑洞處于最激發(fā)態(tài)時,這種行為也不會發(fā)生在黑洞周圍的氣體云中。三天后的4月29日,錢德拉x射線天文臺(太空中同類望遠鏡中最敏銳的望遠鏡)對這幅圖像進行了足夠清晰的分辨,發(fā)現(xiàn)實際上存在兩種x射線源:明亮、閃爍的新光,以及相對較暗圍繞著一段寧靜氣體的輝光。當年5月,一組觀測人員在《天體物理學》(Astrophysical Journal)上發(fā)表報告稱,這種脈沖是一顆快速旋轉(zhuǎn)恒星上一個亮點的特征,它指向地球,就像一座加速的燈塔,天體物理學家意識到他們看到的是一顆磁星。

根據(jù)觀點,這要么是一個徹底的痛苦,要么是一個全新的驚人發(fā)現(xiàn)。隨著時間的推移,磁星的光芒已經(jīng)褪去,盡管比平常要慢。這些天來,x射線亮度與黑洞周圍熱氣體的亮度差不多,這使得錢德拉更容易區(qū)分這兩者。不過它們看起來有點像一輛車的兩個前燈,它們相距太遠,已經(jīng)開始融合在一起。甚至錢德拉也不容易分辨出哪些x射線光子來自黑洞周圍的熱氣體,哪些來自磁星。對于星系中心的觀察者來說,這類問題很典型,該地區(qū)有如此密集、明亮的熱物質(zhì)云,任何觀測都需要仔細從垃圾中挑選出好的數(shù)據(jù),對于人馬座A*的觀察者來說,磁星只是又一個需要應對的挫折。


博科園-科學科普|文:?Rafi Letzter/Live Science
參考期刊文獻:《天體物理學》
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