
遥远星系中的超大质量黑洞再一次让科学家们感到惊讶。
2018年,距离地球约2.7亿光年的黑洞1ES 1927+654首次显示出神秘行为的迹象。它的日冕——十亿度的等离子云包裹着它——突然消失又重新出现。现在,麻省理工学院的一组科学家已经观察到另一个新奇的现象:x射线辐射正以脉冲的形式从黑洞中发射出来,频率越来越高。
在2022年至2024年间,这些闪光从大约每18分钟发生一次转变为每7.1分钟发生一次。正如黑洞在2018年消失的行为在当时是前所未有的,黑洞目前的行为标志着科学家们第一次目睹了脉冲的急剧增加。
麻省理工学院的天体物理学家、首席研究员梅根·马斯特森对《新科学家》杂志的亚历克斯·威尔金斯说:“发现这些振荡本身就很令人兴奋,因为它只是少数(有这种现象的)超大质量黑洞中的一个。”“但我认为,对我们来说最令人兴奋的是,振荡周期——这些振荡发生的速度——在人类可观测的时间尺度上发生了变化,这通常不是我们在超大质量黑洞周围看到的。”
周一,研究人员在美国天文学会的一次会议上展示了他们的研究成果。研究结果将于2月初发表在《自然》杂志上,目前有一篇尚未经过同行评议的预印本论文。
科学家们说,这个神秘脉冲背后最有可能的罪魁祸首是一颗白矮星——一颗密度与地球大小相当的恒星残骸,它摇摇欲坠地靠近黑洞。这颗白矮星可能正在脱落物质并触发研究人员观察到的脉冲。他们假设,当它越来越靠近黑洞时,这些脉冲就会加速。
现在,这颗白矮星可能在距离黑洞视界数百万英里的地方绕轨道运行——在视界之外,任何物质或光都无法逃脱。
马斯特森在麻省理工学院的一份声明中说:“这将是我们所知道的最接近黑洞的东西。”
根据美国宇航局的一份声明,如此紧密地围绕黑洞而不被吞没是一项壮举,其他宇宙物体,如小黑洞或普通恒星,是无法实现的。这给了研究小组信心,他们正在处理一颗白矮星。
当黑洞将恒星残骸向内拉时,白矮星从最外层失去了物质。研究人员说,这些物质的脱落在相反的方向上提供了一种反作用力,阻止白矮星落入黑洞。
虽然对于神秘的x射线模式可能有其他的解释,比如黑洞日冕的振荡,但这些解释还不太清楚。但为了证实他们的白矮星假说,麻省理工学院的研究小组需要探测到黑洞发出的引力波。要做到这一点,他们必须等待2035年LISA(激光干涉仪空间天线)的发射,这是第一个致力于探测黑洞产生的引力波和宇宙中其他强大现象的天基天文台。
但是,如果天文学家确定白矮星确实是产生脉冲的原因,这将使LISA更愿意观察这个地点。“每个人都想用LISA看到白矮星被黑洞吞噬,”北爱尔兰贝尔法斯特女王大学的天体物理学家马特·尼科尔(Matt Nicholl)告诉《新科学家》(New Scientist),他没有参与这项工作。“如果我们有几个候选人,这将大有帮助。”
与此同时,天文学家将继续用望远镜对准黑洞。马斯特森在声明中说:“我从这个来源中学到的一件事就是永远不要停止研究它,因为它可能会教给我们一些新的东西。”“下一步就是睁大眼睛。”
