摘要:一对位于遥远星系中心的超大质量黑洞触发了一系列异常的光暴——这些明亮的发射线竟然呈现出有规律的周期性特点。天文学家猜想这可能是因为这对黑洞身处一团巨大的气体云内,并将这个云团搅了个天翻地覆。
NASA / Aurore Simonnet
一对位于遥远星系中心的超大质量黑洞触发了一系列异常的光暴——这些明亮的发射线竟然呈现出有规律的周期性特点。天文学家猜想这可能是因为这对黑洞身处一团巨大的气体云内,并将这个云团搅了个天翻地覆。
研究人员称他们从未见过这种现象。这对黑洞位于一个编号 2MASX J21240027+3409114的星系内。星系距离地球约10亿光年,位于北天星座天鹅座。它们每130个地球日环绕对方运行一周,彼此之间的距离只有大约260亿千米。这个距离在宇宙的尺度上是极近的,因为光从一个黑洞的视界飞行到另一个黑洞的视界只需1天。
在过去3年中,这对黑洞从其所在的云团中,攫取了大约相当于1.5至2个太阳质量的气体。它们可能会在未来7万年内发生碰撞并合并。
2021年3月,天文学家首次注意到,在这对黑洞所在方向的天空中,出现了奇怪的发射线。起初人们以为那里有一颗超新星要爆发了,因为这些发射线呈现出突然增亮的模式。但是后续2022年的爆发特点又表明情况可能并非如此。
这次事件很快被重新分类为星系核活动。这通常是指那里有一个黑洞,正在从周围的吸积盘中攫取物质。然而,在来自多地天文台的光谱数据中,研究人员发现了一个每隔2至3个月便会重复出现一次的奇怪模式,这种模式在X射线和紫外波段上同样存在。这就绝非超新星爆发或星系核活动所能解释。
数据中也没有出现任何与潮汐瓦解事件有关的特征——所谓潮汐瓦解指的是恒星被黑洞引力撕裂。
到目前为止,最符合观测数据的模型显示,那里可能有一团体量更大的巨型气体云,正在从垂直于两个黑洞运行轨道的方向上接近它们所在的星系,并被黑洞的强引力撕裂。
如果是这样,那么研究人员在数据中观测到的规律性模式,就可以得到解释——由于黑洞在这团气体云中穿行,因此当这两个黑洞在穿越云团时,每个黑洞在其穿越的过程中都会向外部空间甩出一团气体,并在此过程中产生规律性的发射线波动。
在距离这个星系大约29000光年远处,还有另外一个星系。这两个星系正处于合并的过程中。也许这与黑洞的异常行为有关。星系的合并会产生大量尘埃。天文学家一直以来在理论上预言,在那些存在双黑洞的合并星系中心,应当普遍存在着这样的气体云。但此前一直没有发现实例。随着技术的进步,天文学家们已经开始大量发现此前从未见过的怪东西。
由于距离遥远,望远镜目前还无法直接拍摄这团气体云。但在天文学家的努力下,这团气体云的来历或许在不久的将来就能揭晓。它也许本来就属于这个星系,也许是星系合并过程中产生的,也有可能来自别的什么地方。
参考
AT 2021hdr: A candidate tidal disruption of a gas cloud by a binary super massive black hole system
https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202451305
来源:创意科学