科学|在3亿光年外，发现一颗恒星坠毁，导致黑洞消失长达100天！
在一个遥远的星系中心 ， 一个黑洞正在慢慢地消耗周围吸积盘的气体 ， 这些气体在这个黑洞周围旋转 ， 就像水在排水沟里盘旋一样 。 当一股稳定的细流气体被拉进张开的“黑洞大口”时 ， 超热粒子聚集在黑洞附近 ， 在圆盘上方和下方 ， 产生了明亮的X射线光 ， 在3亿光年外的地球上都可以看到 。 众所周知 ， 这些被称为黑洞日冕的超热气体在黑洞进食时 ， 其光度会发生明显的变化 ， 变亮或变暗高达100倍 。
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但天文学家观察到在一个名为1ES 1927+654的星系中 ， 来自黑洞日冕的X射线完全消失 ， 在大约40天内衰减了1万倍 。 几乎立刻 ， 它开始反弹 ， 大约100天后 ， 它的亮度几乎是此前的20倍 。 来自黑洞日冕的X射线光是黑洞进食的直接副产品 ， 因此1ES1927+654星系黑洞X射线的消失 ， 很可能意味着黑洞的食物供应已经被切断 。 发表在《天体物理学》期刊上的一项新研究中 ， 科学家们假设 ， 一颗失控的恒星可能离黑洞太近 ， 被撕裂了 。
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如果是这样的话 ， 来自恒星的快速移动碎片可能已经成为黑洞吸积盘的一部分 ， 短暂地分散了气体 。 研究的主要作者、助理教授克劳迪奥·里奇(Cldio Ricci)说：我们通常不会在吸积黑洞中看到这样的变化 ， 这太奇怪了 ， 一开始我们以为数据可能有问题 。 当我们看到它是真实的时 ， 非常令人兴奋 。 宇宙中几乎每个星系的中心都可能存在一个大质量黑洞 ， 就像1ES1927+654星系中的那个 。
迄今独一无二的事件
星系1ES1927+654中的黑洞质量比太阳大数百万倍 ， 黑洞通过吞噬环绕它们的气体生长 ， 也就是众所周知的吸积盘 。 因为黑洞不发射或反射光线 ， 所以不能直接看到它们 ， 但黑洞日冕和吸积盘发出的光 ， 提供了一种了解黑洞的间接方法 。 恒星假说也得到了这样一个事实的支持 ， 即在X射线信号消失前几个月 ， 地球上的天文台在可见光波长上看到了吸积盘相当亮 ， 这可能是恒星碎片与吸积盘最初碰撞的结果 。
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星系1ES1927+654中黑洞X射线消失事件是迄今独一无二的 ， 不仅因为亮度发生了戏剧性的变化 ， 而且还因为天文学家能够对其进行深入的研究 。 可见光耀斑促使Ricci和同事使用NASA中子星内部成分探测器(NICER)对黑洞进行后续观测 ， NICER是国际空间站上的X射线望远镜 。 在15个月的时间里 ， 总共观察了该系统265次 。
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也在紫外光下观察了该星系 ， 以及NASA核光谱望远镜阵列(NuSTAR)和欧空局XMM-牛顿天文台(有NASA参与)获得了额外的X射线监测 。 当来自这个黑洞日冕的X射线光消失时 ， 研究人员观测到了来自该系统较低能量的X射线 ， 因此 ， 这些天文台在整个事件中共同提供了连续的信息流 。 虽然一颗任性的恒星似乎是最有可能的原因 ， 但研究人员也指出 ， 对于这一史无前例的事件 ， 可能还有其他解释 。
深入研究
观测的一个显著特征是 ， 亮度的总体下降并不是一个平稳过渡：每天 ， 更好地探测到的低能X射线显示出戏剧性变化 ， 有时在短短8小时内亮度变化了100倍 。 在极端情况下 ， 众所周知 ， 黑洞日冕会变得更亮或更暗100倍 ， 但时间尺度要长得多 ， 连续几个月发生如此迅速的变化是非同寻常的 。 麻省理工学院物理学助理教授、这项新研究的合著者艾琳·卡拉(Erin Kara)说：这个数据集中有很多谜题 。
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但这是令人兴奋的 ， 因为这意味着我们正在了解一些关于宇宙的新东西 ， 恒星假说是一个很好的假说 ， 但天文学家们将在很长一段时间内分析这一事件 。 这种极端的可变性在黑洞吸积盘中 ， 可能比天文学家意识到的更常见 。 许多正在运行和即将到来的天文台 ， 都是为了寻找宇宙现象的短期变化而设计的 ， 这种做法被称为“时域天文学” ， 可以揭示更多像这样的事件 。
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博科园｜研究/来自：戈达德太空飞行中心
参考期刊《天体物理学》
博科园｜科学、科技、科研、科普
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