銀河中心超大質量黑洞忽覺醒,發出史無前例的亮光

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 15 日 14:55 | 分類 天文 , 航太科技 follow us in feedly


位於銀河系中心的超大質量黑洞向來低調做人,多數時間都在沉默睡覺,然而就在今年 5 月,天文學家從紅外光譜發現黑洞亮度於短短 2 小時內超過正常值 75 倍。天文學家不確定為何它忽然爆出亮光,推測罪魁禍首可能是經過黑洞附近的兩個物體。

多數星系中心都有一個超大質量黑洞坐鎮,而銀河系中心的超大質量黑洞稱為「人馬座 A*」,質量約太陽 460 萬倍,然而和其他超大質量黑洞相比,人馬座 A* 實在稱不上活躍,大部分時間都很安靜低調,亮度波動很小。

今年 5 月,加州大學洛杉磯分校天文學家 Tuan Do 團隊使用凱克天文台的凱克望遠鏡,對準人馬座 A* 觀察 4 個晚上,忽然在 5 月 13 日發現黑洞異常增亮,發出的紅外光亮度在 2 小時內增加了 75 倍。研究人員將短短 2 小時的增亮影像再濃縮成幾秒鐘的 GIF 動畫,如下所示,可看到中間忽然爆出閃光、隨後又黯淡下去的光點就是黑洞所在地。

注意,黑洞本身不會發出任何現有儀器能檢測到的輻射(理論上只發出霍金輻射),但若有物質被黑洞吸過去變成環繞黑洞的吸積盤,經歷劇烈摩擦就會產生輻射,當天文學家使用紅外/近紅外線光學望遠鏡觀察輻射時,這些輻射就會轉換成刺眼亮光。

研究人員懷疑忽然讓黑洞大亮的嫌疑犯有二,第一是軌道偏心率極大、且在去年中來到最靠近人馬座 A* 軌道點的 S2 恆星,也許恆星改變了黑洞附近氣流的流向,進而引起這種短暫閃光。然而 S2 恆星的質量又不到很大,不太可能引起如此大規模的破壞。

第二個可能對象則是在黑洞附近徘徊的 G2 氣體雲(氫氣)。這團雲的溫度高達 10,000K,2013 年時曾一度極靠近黑洞,大約只有地球與太陽距離的 100 倍,當時天文學家認為 G2 氣體雲很可能被黑洞潮汐力撕裂──但是沒有,所以這團雲仍有可能在近期又靠近黑洞,進而引發一系列事件,包括促成今年 5 月觀測到的黑洞紅外光爆發。

釐清黑洞異常大幅變亮的唯一方法是收集更多數據,除了凱克望遠鏡,史匹哲太空望遠鏡、錢卓拉 X 射線天文望遠鏡、尼爾·格雷爾斯雨燕天文台(能觀測伽瑪射線暴、X 射線、紫外線以及可見光的天文衛星)、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)等儀器,也一直關注銀河系中心的超大質量黑洞。

結合各種波段的觀察結果,也許有助於澄清黑洞為何一瞬間大亮。新論文預計發表在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal Letters)期刊,預印本可以先在《arXiv》網站閱覽。

(首圖來源:NASA

延伸閱讀: