银河系的黑洞最近疯狂地亮了起来,可我们不知道要原因

作者:李彤馨/编译来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-09-18

当黑洞发出这样的亮光时,这就表明有些东西可能在靠近它,以至于被它的引力所抓住。

银河系的黑洞最近疯狂地亮了起来,可我们不知道要原因(图片来源:T. Do, Keck/UCLA Galactic Center Group)

银河系中心的超大质量黑洞射手座A*,通常是比较安静的。它不像活跃的星系核那样,会向周围的空间喷射出光和热;在大多数时候,黑洞的活动是低调的,且亮度波动很小。

但最近,天文学家发现它变得近乎疯狂,突然增长了75倍的亮度,然后又恢复到正常水平。这是我们在近红外波下见过的最亮的人马座A*(Sgr A*)。

加州大学洛杉矶分校的天文学家Tuan Do表示:“起初我很吃惊,然后我感到非常兴奋。”

“这个黑洞是如此明亮,起初我误认为是S0-2星,因为我从来没见过人马座A*如此明亮。然而,在接下来的几帧中,很明显地发现,这个来源是可变的,而且它肯定是一个黑洞。我知道我马上会知道一些和黑洞相关的有趣的事情。”

但为什么呢?天文学家要找到这个答案。该新闻于八月中旬首次被报道,而到目前为止,我们仍然不知道是什么导致了这些亮光。

加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授、这项研究的共同资深作者Andrea Ghez表示:“在研究超大质量黑洞的24年里,我们从来没有见到过这样的黑洞。它本应该是安安静静地进食,现在却开始狂欢了起来,而我们并不知道是什么在推动它。”

Do和他的团队利用夏威夷的WM Keck天文台对银河系中心进行了观测。5月13日,人们观察到了奇怪的亮光,研究人员对其进行了定时拍摄,将两个小时的长度浓缩到几秒钟。

图中明亮的发光点是围绕人马座A*旋转的灰尘和气体。黑洞本身不会发出任何能被我们目前仪器所探测到的放射物,但当黑洞的引力使周围的物质产生巨大的摩擦,进而产生放射性物质时,就会被检测到。

当我们用望远镜使用红外观察放射物质时,它就像是在发光一样。通常情况下,不论是观察几分钟还是几小时,人马座A*的亮度都像是蜡烛的光一样。但当黑洞发出这样的亮光时,这就表明有些东西可能在靠近它,以至于被它的引力所抓住。

Do表示,第一帧——刚开始观测时拍摄的——是最亮的,这意味着人马座A*在观测之前可能更加明亮。但在有人知道是什么东西靠近黑洞之前,这个神秘物体就已经被吞噬了。

研究小组正在忙于收集数据,试图缩小范围,但有两个显而易见的可能性,其中之一可能是G2——一个气体云,在2014年测量室距离人马座A*不到36光时。如果是气体云,那么它靠近黑洞后,应该会被撕成碎片,然后部分被黑洞吞噬——但并没有发生。

这次飞越后来被称为“宇宙的失败”,但研究人员认为,黑洞5月的烟花表演可能是此事件的一个延迟反应。

银河系的黑洞最近疯狂地亮了起来,可我们不知道要原因

但再看看间隔拍摄的视频,可以看到11点左右的亮光,那就是S0-2,一颗在人马座A*的椭圆轨道上运行了长达16年的恒星。去年是它最接近黑洞的时刻,仅仅距离黑洞17光时之内。

“其中一个可能,”Do表示,“是S0-2恒星去年在经过黑洞时,改变了气体流入黑洞的方式,因此更多的气体落在了黑洞上,导致它变得更诡异。”

找出原因的唯一办法就是拥有更多的数据。他们目前正在跨越更大的波长范围来收集数据。在未来的几周内,在从地球上看不到银河中心之前,研究人员将用地面的Keck天文台进行更多的观测。

但是许多其它望远镜——包括Spitzer、Chandra、Swift和ALMA——在过去几个月里也在观察银河系中心。它们的数据可以从物理学的不同方面揭示亮度变化,并帮助我们了解人马座A*在做什么。

“我真正急切地等待着他们的结果,”Do表示。


蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 李彤馨,转载须授权

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