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黑洞正在进食的迹象消失了 , 这可能是因为一颗恒星打断了这场盛宴 。 该事件可以为了解这些神秘物体提供新视角 。
在一个遥远星系的中心 , 一个黑洞正在慢慢消耗一个由气体组成的圆盘 。 这些气体以黑洞为中心旋转并被其吞噬 , 就像水在污水口处盘旋着往下流 。 当气体被吸入深渊的巨口时 , 超热粒子聚集在圆盘上方和下方靠近黑洞处 , 并产生明亮的 X 射线光 。 这种光亮到即便是在300 亿光年之外的地球上都可以看到 。 这些超热气体的集合 , 被称为“黑洞的日冕” 。 当黑洞进食时 , 它在亮度、色彩饱和度或清晰度方面的变化可达100倍 。
但两年前 , 天文学家惊讶地看到来自一个名为 1ES 1927+654 星系的黑洞的“洞冕”射出的 X 射线在大约40天内衰减了10000个单位 , 直至完全消失 。 此后 , 它的亮度又立刻开始回弹 , 在大约 100 天后 , 它比事件发生前还亮了近 20 倍 。 黑洞的“洞冕”发出的 X 射线光是黑洞进食的副产品 , 因此 1ES 1927+654的光消失可能意味着它的食物供应被切断了 。
在《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters)上的一项新研究中 , 科学家们假设一颗失控的恒星可能因为离黑洞太近而被撕裂了 。 如果该假设成立 , 来自被撕裂的恒星碎片在快速移动中可能撞进了圆盘某处 , 短暂地驱散了气体 。
该论文的主要作者 , 智利圣地亚哥迭戈波塔莱斯大学(Diego Portales University , Santiago of Chile)的天文学家克劳迪奥·里奇(Claudio Ricci)在美国宇航局的一份声明中说:“我们很少在黑洞吸积过程中看到这样的变化 。 这太奇怪了 , 起初我们以为可能是数据有问题 。 当我们知道这个现象是真的的时候 , 我们兴奋极了 。 但我们也不知道这是什么情况;和我们沟通过的人中 , 没有一个人见过这样的事情 。 ”
宇宙中几乎每个星系的中心都可能像1ES 1927+654中心那样 , 有一个特大质量黑洞(Supermassive black hole) , 其质量可能比太阳的质量大数百万或数十亿倍 。 它们也被称为吸积盘(accretion disk) 。 吸积盘通过消耗环绕着它们的气体增长 。 因为黑洞不发光 , 也不反射光 , 所以它们无法被直接观测到 , 但来自其“洞冕”和吸积盘的光为我们了解这些黑暗物体提供了可能 。
作者的恒星假说也得到了以下事实的支持:在 X 射线信号消失前几个月 , 地球上的天文台观察到圆盘在可见光波长(人眼可以看到的波长)这个层面上显著变亮 。 这可能是恒星碎片与圆盘碰撞后产生的初步结果 。
深入了解现象背后的故事
发生在1ES 1927+654中的消失事件是独一无二的 , 这不仅因为其亮度发生了巨大变化 , 还因为天文学家能够对其进行彻底的研究 。 可见光的爆闪促使里奇和他的同事请求使用美国航天局的中子星内部组成探测器 (Neutron star Interior Composition Explorer , 简称NICER) 对黑洞进行后续监测 。 该探测器即国际空间站上的 X 射线望远镜 。
中子星内部组成探测器在15个月内共观察了该星系系统265次 。 美国航天局的格雷尔斯雨燕天文台(Neil Gehrels Swift Observatory)和核分光望远镜阵 (Nuclear Spectroscopic Telescope Array , 简称NuSTAR) , 以及欧洲空间局(European Space Agency , 简称ESA)的XMM-牛顿天文台(该天文台也有美国航天局的参与)也对该系统射出的X射线进行了观察 。
当来自“洞冕”的 X 射线消失时 , NICER和格雷尔斯雨燕天文台观察到了来自该系统的低能量 X 射线 , 因此 , 这些天文台共同提供了贯穿整个事件的连续信息 。
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