一些黑洞有“心跳”——天文学家可能终于知道为什么了
哈勃太空望远镜拍摄的一张星系图像，其中心有一个超大质量黑洞（图片来源：uux.cn/NASA/ESA/STScI）
（神秘的地球uux.cn）据美国生活科学网站（Paul Sutter）：黑洞不是活着的，但事实证明，如果它们消耗了大量的气体，它们可以有心跳。新的研究发现了心跳是如何工作的。
当黑洞存在于双星系统中时——与另一颗恒星共享轨道——它们可以从恒星伴星中吸入气体。当这种情况发生时，气体压缩并加热到令人难以置信的高温，在此过程中释放出大量的X射线辐射。正是通过这一过程，天文学家首次用天鹅座X-1这一著名的X射线源发现了黑洞。
在这种持续数千年甚至数百万年的疯狂进食中，偶尔会出现巨大的爆发。这是一次快速消耗大量物质引起的X射线突然爆发。
多年来，天文学家研究了许多这样的耀斑，但对这些耀斑的详细观测偶尔会揭示出奇怪的行为。除了整体耀斑外，还有一点可变性，即耀斑事件中嵌入的规则活动脉冲。天文学家称这些脉冲为心跳闪光，因为它们的行为类似于人类心跳的心电图信号，缓慢上升，迅速下降，然后恢复正常。
位于北京的中国科学院粒子天体物理重点实验室的一组天文学家研究了最近的心跳耀斑，并在预印本数据库arXiv上发表的一篇论文中描述了可能助长它的过程。他们将他们的研究成果发表在《天体物理学杂志》上。
他们研究的耀斑源自IGR J17091-3624，这是一个距离地球28000光年的黑洞。利用2022年中子星内部成分探测器（NICER）和核光谱望远镜阵列（NuSTAR）拍摄的X射线数据，研究小组发现了耀斑中类似心跳信号的明确证据。通过研究心跳的详细特性，他们得出结论，这些脉冲是由于黑洞周围物质的相互作用和不稳定性造成的。
当物质落入黑洞时，它不仅会压缩，还会形成一个薄而快速旋转的圆盘。这个圆盘的内边缘向黑洞的事件视界倾斜，而圆盘的其余部分在X射线辐射中发光。这造成了一种高度不稳定的情况，因为来自磁盘的辐射与黑洞的引力竞争。
为了触发心跳，圆盘会暂时碎裂，失去凝聚力，并向黑洞发送一大块物质。这会释放出大量的辐射，从而开始心跳脉冲。然后，辐射会加热气体，暂时阻止其落入。然后，气体在过程重复之前沉淀下来，为下一次心跳奠定基础。
这些心跳信号非常罕见——在已知的数百个黑洞中，只有两个黑洞显示出这种信号——但研究人员希望研究更多，因为它们为黑洞与其环境之间的关系提供了有价值的见解。
