超大品質黑洞甦醒,爆發已知最強 X 射線能量
更新于:2025-04-12 20:21:37

IT之家 4 月 12 日消息,歐空局(ESA)昨日(4 月 11 日)發佈博文,報導稱天文學家藉助 XMM-Newton 等望遠鏡,觀測到一個黑洞從休眠中甦醒,釋放出極強的 X 射線爆發,其能量為以往觀測紀錄的百倍,震驚科學界。

這幅藝術家的想像圖展示了新喚醒的黑洞“Ansky”發出強大 X 射線光爆的可能機制。圖源:歐洲航太局

黑洞通常被認為是吞噬一切的宇宙怪物,但它們並非始終處於活躍狀態,位於室女座星系 SDSS1335+0728 中心(距離地球約 3 億光年)的超大品質黑洞多年來幾乎沒有活動跡象。

不過天文學家自 2019 年年底開始,觀測到該黑洞開始發出明亮的能量閃光,標誌著它從休眠中甦醒。

研究人員調用美國宇航局和歐空局的多台望遠鏡展開深入觀測,這是有史以來首次實時記錄黑洞的甦醒過程。研究數年後,科學家確認這顆黑洞進入活躍期,其核心區域被命名為“Ansky”,歸類為活動星系核。

藝術家對類似於 Ansky 內部的恆星品質黑洞的想像。圖源:歐洲航太局、NASA 和費利克斯・米拉貝爾

為研究這一現象,德國歐洲南方天文臺的 Paula Sánchez Sáez 團隊率先分析了 Ansky 的光學圖像,並利用 NASA 的 Swift X 射線望遠鏡和 eROSITA X 射線望遠鏡的存檔數據進行驗證,但初期未發現 X 射線信號。

直到 2024 年 2 月,智利瓦爾帕萊索大學的 Lorena Hernández-García 團隊探測到更規律的 X 射線爆發。這些爆發被確認為準周期爆發(QPE),是黑洞甦醒後首次觀測到的此類現象。Hernández-García 表示:“QPE 是短暫的耀發現象,我們從未在蘇醒黑洞中見過。”

研究中,XMM-Newton 望遠鏡發揮了關鍵作用。它能捕捉到黑洞強烈 X 射線爆發中較微弱的背景光,幫助科學家計算 Ansky 活躍期的能量釋放量。

XMM-Newton 望遠鏡,圖源:歐空局

麻省理工學院博士生 Joheen Chakraborty 指出,Ansky 的 X 射線爆發持續時間比典型 QPE 長 10 倍,亮度高 10 倍,每次爆發釋放的能量是其他 QPE 的百倍,且週期長達 4.5 天,創下最長紀錄。這些異常特徵迫使科學家重新思考黑洞行為的成因。

傳統理論認為,QPE 由小型物體(如恆星或小型黑洞)撞擊吸積盤引發,而吸積盤通常由被黑洞撕裂的恆星形成。然而,Ansky 的爆發沒有證據指向恆星毀滅。

一種新假說認為,吸積盤可能由附近星系氣體構成,X 射線爆發或因小型物體反覆穿過吸積盤引發高能衝擊。Hernández-García 表示,Ansky 的觀測數據將幫助科學家完善 QPE 模型,深入理解黑洞的演化機制。