在一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系中心，一個(gè)黑洞正在慢慢地消耗周?chē)e盤(pán)的氣體，這些氣體在這個(gè)黑洞周?chē)D(zhuǎn)，就像水在排水溝里盤(pán)旋一樣。當(dāng)一股穩(wěn)定的細(xì)流氣體被拉進(jìn)張開(kāi)的“黑洞大口”時(shí)，超熱粒子聚集在黑洞附近，

在圓盤(pán)上方和下方，產(chǎn)生了明亮的X射線光，在3億光年外的地球上都可以看到。眾所周知，這些被稱為黑洞日冕的超熱氣體在黑洞進(jìn)食時(shí)，其光度會(huì)發(fā)生明顯的變化，變亮或變暗高達(dá)100倍。

但天文學(xué)家敬畏地觀察到，在一個(gè)名為1ES 1927+654的星系中，來(lái)自黑洞日冕的X射線完全消失，在大約40天內(nèi)衰減了1萬(wàn)倍。幾乎立刻，它開(kāi)始反彈，大約100天后，它的亮度幾乎是此前的20倍。來(lái)自黑洞日冕的X射線光是黑洞進(jìn)食的直接副產(chǎn)品，因此1ES1927+654星系黑洞X射線的消失，很可能意味著黑洞的食物供應(yīng)已經(jīng)被切斷。發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家們假設(shè)，一顆失控的恒星可能離黑洞太近，被撕裂了。

如果是這樣的話，來(lái)自恒星的快速移動(dòng)碎片可能已經(jīng)墜毀成黑洞吸積盤(pán)的一部分，短暫地分散了氣體。研究的主要作者、智利圣地亞哥迭戈·波塔利斯大學(xué)的助理教授克勞迪奧·里奇(Cldio Ricci)說(shuō)：我們通常不會(huì)在吸積黑洞中看到這樣的變化，這太奇怪了，一開(kāi)始我們以為數(shù)據(jù)可能有問(wèn)題。當(dāng)我們看到它是真實(shí)的時(shí)，非常令人興奮。宇宙中幾乎每個(gè)星系的中心都可能存在一個(gè)大質(zhì)量黑洞，就像1ES1927+654星系中的那個(gè)。

迄今獨(dú)一無(wú)二的事件

星系1ES1927+654中的黑洞質(zhì)量比太陽(yáng)大數(shù)百萬(wàn)倍，黑洞通過(guò)吞噬環(huán)繞它們的氣體生長(zhǎng)，也就是眾所周知的吸積盤(pán)。因?yàn)楹诙床话l(fā)射或反射光線，所以不能直接看到它們，但黑洞日冕和吸積盤(pán)發(fā)出的光，提供了一種了解黑洞的間接方法。恒星假說(shuō)也得到了這樣一個(gè)事實(shí)的支持，即在X射線信號(hào)消失前幾個(gè)月，地球上的天文臺(tái)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)上看到了吸積盤(pán)相當(dāng)亮，這可能是恒星碎片與吸積盤(pán)最初碰撞的結(jié)果。

星系1ES1927+654中黑洞X射線消失事件是迄今獨(dú)一無(wú)二的，不僅因?yàn)榱炼劝l(fā)生了戲劇性的變化，而且還因?yàn)樘煳膶W(xué)家能夠?qū)ζ溥M(jìn)行深入的研究。可見(jiàn)光耀斑促使Ricci和同事要求使用美國(guó)宇航局（NASA）中子星內(nèi)部成分探測(cè)器(NICER)對(duì)黑洞進(jìn)行后續(xù)監(jiān)測(cè)，NICER是國(guó)際空間站上的X射線望遠(yuǎn)鏡。在15個(gè)月的時(shí)間里，總共觀察了該系統(tǒng)265次，美國(guó)宇航局（NASA）的Neil GehrelsSwift天文臺(tái)：

也在紫外光下觀察了該星系，以及NASA核光譜望遠(yuǎn)鏡陣列(NuSTAR)和歐空局(歐洲航天局)XMM-牛頓天文臺(tái)(有NASA參與)獲得了額外的X射線監(jiān)測(cè)。當(dāng)來(lái)自這個(gè)黑洞日冕的X射線光消失時(shí)，研究人員觀測(cè)到了來(lái)自該系統(tǒng)較低能量的X射線，因此，這些天文臺(tái)在整個(gè)事件中共同提供了連續(xù)的信息流。雖然一顆任性的恒星似乎是最有可能的原因，但研究人員也指出，對(duì)于這一史無(wú)前例的事件，可能還有其他解釋。

深入研究

觀測(cè)的一個(gè)顯著特征是，亮度的總體下降并不是一個(gè)平穩(wěn)過(guò)渡：每天，更好地探測(cè)到的低能X射線顯示出戲劇性變化，有時(shí)在短短8小時(shí)內(nèi)亮度變化了100倍。在極端情況下，眾所周知，黑洞日冕會(huì)變得更亮或更暗100倍，但時(shí)間尺度要長(zhǎng)得多，連續(xù)幾個(gè)月發(fā)生如此迅速的變化是非同尋常的。麻省理工學(xué)院物理學(xué)助理教授、這項(xiàng)新研究的合著者艾琳·卡拉(Erin Kara)說(shuō)：這個(gè)數(shù)據(jù)集中有很多謎題。

但這是令人興奮的，因?yàn)檫@意味著我們正在了解一些關(guān)于宇宙的新東西，恒星假說(shuō)是一個(gè)很好的假說(shuō)，但天文學(xué)家們將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)分析這一事件。這種極端的可變性在黑洞吸積盤(pán)中，可能比天文學(xué)家意識(shí)到的更常見(jiàn)。許多正在運(yùn)行和即將到來(lái)的天文臺(tái)，都是為了尋找宇宙現(xiàn)象的短期變化而設(shè)計(jì)的，這種做法被稱為“時(shí)域天文學(xué)”，可以揭示更多像這樣的事件。

博科園｜研究/來(lái)自：美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/2041-8213/ab91a1

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