摘要:一个名为“安斯基”(Ansky)的奇特黑洞系统正以其炽热的X射线耀斑打破纪录,这可能预示着一场宇宙碰撞正在实时发生,并可能为未来引力波的发现铺平道路。
一个名为“安斯基”(Ansky)的奇特黑洞系统正以其炽热的X射线耀斑打破纪录,这可能预示着一场宇宙碰撞正在实时发生,并可能为未来引力波的发现铺平道路。
在距离地球约3亿光年的室女座星系,科学家发现了一个名叫“安斯基”(Ansky)的黑洞系统,它会定期爆发出强烈的X射线耀斑。这种耀斑被称为“准周期性喷发”(QPE),不仅强度惊人,而且有规律地重复出现,仿佛是黑洞在“心跳”。
这类现象的发现,为我们研究黑洞和引力极端环境提供了新的窗口。
什么是QPE?黑洞的“规律爆发”
QPE是一类新发现的高能X射线闪光,在安斯基这个系统中,每隔约4.5天就会出现一次,每次持续约1.5天。这是目前已知能量最高、持续时间最长的QPE事件。
在这张高空“太空自拍”照片中,NICER X 射线望远镜的影像映照在 NASA 宇航员兼第 72 号远征队飞行工程师尼克·海格的宇航服头盔护目镜上,拍摄于 2025 年 1 月 16 日的一次太空行走中。
科研人员通过NASA的NICER望远镜(安装在国际空间站上)以及其他空间望远镜的数据,首次详细描绘了这些喷发的形成过程。
黑洞边缘的神秘撞击
研究认为,这种喷发可能是由一个较小的天体——比如一颗小行星或恒星残骸——穿过围绕超大质量黑洞旋转的气体盘时引发的。
当这个“小闯入者”冲入气体盘,就像一块石头砸入水面,瞬间激起滚滚“热气浪”,这些气体以接近光速的速度喷涌而出,产生我们在X射线波段观察到的剧烈爆发。
位于这幅图像中心的星系中,天文学家称之为“安斯基”(Ansky)的系统,是最近发现的一系列准周期性喷发的发源地。
科研人员表示,这种喷发之所以呈现出规律性,可能是因为小天体并不是沿着一个完美的圆形轨道运行,而是不断靠近黑洞,轨道逐渐螺旋式收缩。随着黑洞极端的引力扭曲时空,这种轨道也变得异常复杂,每一次接近黑洞,都会引发新的喷发。
安斯基为何特别?
安斯基不仅喷发频繁,科学家还发现它的气体盘可能比其他系统都要庞大,这意味着它可以容纳更多的“闯入者”,也就可能引发更持久、规模更大的喷发。
“安斯基的极端表现,很可能跟它庞大的吸积盘有关。”参与该研究的天体物理学家表示。这些研究成果已于2024年4月发表在《自然天文学》杂志上。
每次喷发都像一次“小型爆炸”
科学家利用NICER和XMM-Newton望远镜的数据,分析了每次喷发中X射线强度的变化,发现这些事件会释放出巨量的能量,喷出的气体相当于木星的质量,膨胀速度达到光速的15%左右。
这些“气泡”在太空中迅速膨胀,并释放出高温X射线,科研人员还能够测出它们的体积和温度变化,这为研究黑洞附近的极端物理过程提供了宝贵数据。
为未来的引力波探测做准备
这项研究不仅仅是为了理解X射线喷发,更是为未来的“多信使天文学”打基础。科学家希望通过光、粒子和引力波等多种方式,联合研究宇宙中的重大事件。
美国宇航局的中子星内部成分探测器(NICER)位于国际空间站,是一台X射线望远镜。
欧洲航天局未来的LISA任务(预计2030年代中期发射),就计划探测来自像Ansky这样的系统中的引力波。而今天对QPE的研究,有助于我们提前建立更准确的模型,锁定那些可能释放引力波的“宇宙心跳”。
持续观测,持续揭秘
目前,科研人员正持续使用修复后的NICER望远镜对安斯基进行观测,力图捕捉更多喷发的细节。
我们对这些神秘喷发的理解还刚刚起步,这正是令人激动的地方,因为我们知道宇宙还藏着太多秘密,等待我们去揭示。
来源:科学热