超大質量黑洞從休眠中咆哮甦醒 科學家首見

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【大紀元2024年06月19日訊】(大紀元記者張婷綜合報導)觀察宇宙天體的變化總是令人興奮。科學家們在週二(6月18日)發表的一個研究中揭示,他們即時觀察到了在一個遙遠的星系中心,有一個超大質量黑洞從休眠中突然咆哮甦醒,並開始吞噬附近物質。這是科學家首次即時觀測到黑洞甦醒過程。

這個遙遠的星系名為SDSS1335+0728,距離地球大約3億光年,質量相當於約100億個太陽大小的恆星。該星系在2019年末被發現突然變得比之前數十年觀測到的都更加明亮。為了找出其中原因,天文學家使用了來自多個太空和地面觀測站的數據,包括歐洲南方天文台(ESO)的甚大望遠鏡(ESO的VLT),來追蹤星系亮度的變化。

其研究結果已在《天文與天體物理學報》(Astronomy & Astrophysics)上發表。歐洲南方天文台(ESO)週二在其網站上發表了題為「天文學家即時看到一個巨大質量黑洞甦醒」的新聞稿。(點擊觀看相關視頻1視頻2。)

新聞稿說,天文學家們得出的結論是,他們正在目睹一個星系中從未見過的變化,SDSS1335+0728星系劇烈變亮很可能是位於星系核心的巨大黑洞突然甦醒的結果。

黑洞是一種密度極高的天體,其引力之大甚至連光都無法逃脫。它們的大小不一,有的質量相當於一顆恆星,有的則是存在於許多星系核心的龐然大物,其質量是恆星的數百萬甚至數十億倍。星系SDSS1335+0728的超大黑洞的質量大約是太陽質量的一百萬倍。

這張2024年6月18日從歐洲南方天文台(ESO)獲得的圖片顯示了SDSS1335+0728星系中心巨大黑洞周圍氣體和塵埃盤形成的兩個階段。(ESO/M. Kornmesser/European Southern Observatory/AFP)

「想像一下,多年來你一直在觀測一個遙遠的星系,而它似乎總是平靜且不活躍。」這一研究報告的首席作者、ESO天文學家保拉‧桑切斯‧賽斯(Paula Sanchez Saez)說,「突然間,它的(核心)亮度開始發生劇烈變化,這與我們之前看到的任何典型事件都不同。這就是發生在SDSS1335+0728身上的事情,在它於2019年12月急劇變亮之後,現在被歸類為『活躍星系核』(AGN),是一個由大質量黑洞驅動的明亮的緊湊區域。」

桑切斯還說,這些星系核的特點是發射大量從無線電到伽馬射線等各種波長的能量。它們被認為是宇宙中最發光的物體之一。

「研究活躍星系核對於理解星系演化和超大質量黑洞物理學至關重要。」桑切斯補充道。

巨大質量黑洞存在於大多數星系(包括銀河系)的中心。

「這些巨大的怪物通常都在沉睡,無法直接看到。」研究報告的合著者、智利迭戈波塔利斯大學(Diego Portales University)的克勞迪奧‧里奇(Claudio Ricci)解釋說,「在SDSS1335+0728的案例中,我們能夠觀測到巨大質量黑洞的甦醒,它突然開始捕食周圍環境中的氣體,變得非常明亮。」(延伸閱讀:NASA圖片說明超大質量黑洞如何進食

超大質量黑洞周圍的環境可能異常狂暴,因為它會「撕碎」恆星並吞噬其引力範圍內的任何其它物質。研究人員說,SDSS1335+0728超大質量黑洞周圍似乎形成了一個由彌散物質組成的旋轉盤,其中一些物質被吞噬掉了。這種被稱為吸積盤(accretion disk)的旋轉盤會以極高的溫度輻射能量,有時會比整個星系都耀眼。

此研究報告的另一位合著者、智利瓦爾帕萊索大學(University of Valparaiso)的天文物理學家洛雷娜‧埃爾南德斯‧加西亞(Lorena Hernandez Garcia)表示,超大質量黑洞有時會向太空噴射大量高能量粒子射流,但在SDSS1335+0728的研究中尚未檢測到此類射流。

那麼是什麼激活了這個超大質量黑洞呢?

「目前我們還不知道。」桑切斯說。

「這可能是星系的一個自然過程。」埃爾南德斯補充道,「我們知道,星系在其一生中會經歷不同的活躍和非活躍階段。一些事情可能會發生,從而使一個星系被激活,例如一顆恆星落入黑洞。」

研究人員表示,如果觀測結果代表的不是活躍星系核的出現,那麼它一定是一種從未見過的天文物理現象。(延伸閱讀:寄生黑洞或藏於恆星內部 甚至為恆星提供能量

在銀河系中心也有一個超大質量黑洞,其質量是太陽的四百萬倍,稱為人馬座A*(Sagittarius A*)。由於它非常安靜,一些科學家稱之為溫柔的巨星。但有一天它也可能會變成一頭猛獸。

埃爾南德斯說,「同樣的過程最終可能會發生在人馬座A*的身上,它實際上處於休眠狀態。但目前我們還沒有處於危險之中,如果它被激活,我們可能不會注意到,因為我們距離這個中心很遠。」◇

(本文部分參考了路透社的報導)

責任編輯:林妍#

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