超大质量黑洞从休眠中咆哮苏醒 科学家首见

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【大纪元2024年06月19日讯】(大纪元记者张婷综合报导)观察宇宙天体的变化总是令人兴奋。科学家们在周二(6月18日)发表的一个研究中揭示,他们即时观察到了在一个遥远的星系中心,有一个超大质量黑洞从休眠中突然咆哮苏醒,并开始吞噬附近物质。这是科学家首次即时观测到黑洞苏醒过程。

这个遥远的星系名为SDSS1335+0728,距离地球大约3亿光年,质量相当于约100亿个太阳大小的恒星。该星系在2019年末被发现突然变得比之前数十年观测到的都更加明亮。为了找出其中原因,天文学家使用了来自多个太空和地面观测站的数据,包括欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(ESO的VLT),来追踪星系亮度的变化。

其研究结果已在《天文与天体物理学报》(Astronomy & Astrophysics)上发表。欧洲南方天文台(ESO)周二在其网站上发表了题为“天文学家即时看到一个巨大质量黑洞苏醒”的新闻稿。(点击观看相关视频1视频2。)

新闻稿说,天文学家们得出的结论是,他们正在目睹一个星系中从未见过的变化,SDSS1335+0728星系剧烈变亮很可能是位于星系核心的巨大黑洞突然苏醒的结果。

黑洞是一种密度极高的天体,其引力之大甚至连光都无法逃脱。它们的大小不一,有的质量相当于一颗恒星,有的则是存在于许多星系核心的庞然大物,其质量是恒星的数百万甚至数十亿倍。星系SDSS1335+0728的超大黑洞的质量大约是太阳质量的一百万倍。

这张2024年6月18日从欧洲南方天文台(ESO)获得的图片显示了SDSS1335+0728星系中心巨大黑洞周围气体和尘埃盘形成的两个阶段。(ESO/M. Kornmesser/European Southern Observatory/AFP)

“想像一下,多年来你一直在观测一个遥远的星系,而它似乎总是平静且不活跃。”这一研究报告的首席作者、ESO天文学家保拉‧桑切斯‧赛斯(Paula Sanchez Saez)说,“突然间,它的(核心)亮度开始发生剧烈变化,这与我们之前看到的任何典型事件都不同。这就是发生在SDSS1335+0728身上的事情,在它于2019年12月急剧变亮之后,现在被归类为‘活跃星系核’(AGN),是一个由大质量黑洞驱动的明亮的紧凑区域。”

桑切斯还说,这些星系核的特点是发射大量从无线电到伽马射线等各种波长的能量。它们被认为是宇宙中最发光的物体之一。

“研究活跃星系核对于理解星系演化和超大质量黑洞物理学至关重要。”桑切斯补充道。

巨大质量黑洞存在于大多数星系(包括银河系)的中心。

“这些巨大的怪物通常都在沉睡,无法直接看到。”研究报告的合著者、智利迭戈波塔利斯大学(Diego Portales University)的克劳迪奥‧里奇(Claudio Ricci)解释说,“在SDSS1335+0728的案例中,我们能够观测到巨大质量黑洞的苏醒,它突然开始捕食周围环境中的气体,变得非常明亮。”(延伸阅读:NASA图片说明超大质量黑洞如何进食

超大质量黑洞周围的环境可能异常狂暴,因为它会“撕碎”恒星并吞噬其引力范围内的任何其它物质。研究人员说,SDSS1335+0728超大质量黑洞周围似乎形成了一个由弥散物质组成的旋转盘,其中一些物质被吞噬掉了。这种被称为吸积盘(accretion disk)的旋转盘会以极高的温度辐射能量,有时会比整个星系都耀眼。

此研究报告的另一位合著者、智利瓦尔帕莱索大学(University of Valparaiso)的天文物理学家洛雷娜‧埃尔南德斯‧加西亚(Lorena Hernandez Garcia)表示,超大质量黑洞有时会向太空喷射大量高能量粒子射流,但在SDSS1335+0728的研究中尚未检测到此类射流。

那么是什么激活了这个超大质量黑洞呢?

“目前我们还不知道。”桑切斯说。

“这可能是星系的一个自然过程。”埃尔南德斯补充道,“我们知道,星系在其一生中会经历不同的活跃和非活跃阶段。一些事情可能会发生,从而使一个星系被激活,例如一颗恒星落入黑洞。”

研究人员表示,如果观测结果代表的不是活跃星系核的出现,那么它一定是一种从未见过的天文物理现象。(延伸阅读:寄生黑洞或藏于恒星内部 甚至为恒星提供能量

在银河系中心也有一个超大质量黑洞,其质量是太阳的四百万倍,称为人马座A*(Sagittarius A*)。由于它非常安静,一些科学家称之为温柔的巨星。但有一天它也可能会变成一头猛兽。

埃尔南德斯说,“同样的过程最终可能会发生在人马座A*的身上,它实际上处于休眠状态。但目前我们还没有处于危险之中,如果它被激活,我们可能不会注意到,因为我们距离这个中心很远。”◇

(本文部分参考了路透社的报导)

责任编辑:林妍#

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