天文学家首次实时观察到黑洞“苏醒”
这位艺术家的印象说明了从一个名为Ansky的新觉醒黑洞中看到的强大X射线爆发的起源机制。来源：uux.cn/ESA
（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：黑洞是一个可怕的概念，但物理学和时空的神秘联系并不总是吞噬物质。虽然黑洞以在引力作用下吞噬任何东西而闻名，但黑洞并不总是具有破坏性。事实上，它们经常表现出长时间的休眠。直到现在，天文学家还从未实时目睹过黑洞的“苏醒”。
在过去的几年里，研究人员一直在观察一个距离地球约3亿光年的黑洞重新觉醒。他们所记录的挑战了关于黑洞生命周期的主流理论。4月11日发表在《自然天文学》上的一项研究详细介绍了突破性的观测结果。
几十年来，在室女座锚定一个名为SDSS1335+0728的星系的超大质量黑洞并没有表现出太多的活动。但从2019年底开始，天文学家注意到它开始发出间歇性的明亮能量闪光。他们很快将该星系的中心重新分类为一个绰号为“Ansky”的活动星系核，并招募了美国国家航空航天局和欧洲航天局的望远镜来帮助研究这一意外事件。
艺术家对恒星质量黑洞的印象，类似于安斯基内部的黑洞。图片来源：uux.cn欧洲航天局、美国国家航空航天局和Felix Mirabel（法国原子能委员会和天文与空间物理研究所/阿根廷科涅塞特）
德国欧洲南方天文台研究员、第一个研究Ansky的团队的首席研究员Paula sánchez sáez在一份声明中说：“当我们第一次在光学图像中看到Ansky发光时，我们使用美国宇航局的Swift X射线太空望远镜进行了后续观测，并检查了eROSITA X射线望远镜的存档数据，但当时我们没有看到任何X射线发射的证据。”。
快进到2024年2月，智利瓦尔帕莱索大学的洛雷娜·埃尔南德斯·加西亚开始探测到安斯基更规律的X射线爆发。这一罕见事件使天文学家能够再次将他们的工具，如XMM-Newton X射线太空望远镜和美国宇航局的钱德拉、NICER和Swift望远镜瞄准安斯基。Hernández García及其合作者随后确定，黑洞正在显示一种被称为准周期性喷发（QPE）的现象。
埃尔南德斯·加西亚说：“QPE是短暂的燃烧事件。这是我们第一次在似乎正在醒来的黑洞中观察到这样的事件。”。
XMM-Newton被证明对研究Ansky的行为特别重要，因为它是唯一一台足够灵敏的望远镜，可以在黑洞更强的X射线爆发中捕捉到较暗的背景X射线光。通过比较这两个阶段，天文学家可以计算出安斯基在其更活跃的时期释放的能量。
欧空局的激光干涉仪空间天线（LISA）任务是第一个专门用于探测时空结构中波纹的天基天文台。来源：uux.cn/ESA
虽然黑洞不可避免地会破坏它所捕获的一切，但物体在即将消亡的过程中表现不同。例如，恒星通常会伸展成明亮、炽热、快速旋转的吸积盘。大多数天文学家都认为，当一个相对较小的物体（如恒星，甚至更小的黑洞）与吸积盘碰撞时，黑洞会产生QPE。然而，就安斯基而言，没有任何证据表明它与恒星的死亡有关。
麻省理工学院博士生、该研究的合著者Joheen Chakraborty说：“安斯基的X射线爆发比我们从典型的QPE中看到的长十倍，发光十倍。”。“每次喷发释放的能量都是我们在其他地方看到的能量的一百倍。安斯基的喷发也显示出有史以来最长的节奏，约为4.5天。”
天文学家现在必须考虑对安斯基非凡行为的其他解释。有一种理论认为，吸积盘可能来自黑洞吸入的附近星系气体，而不是恒星。如果这是真的，那么X射线可能起源于一个小宇宙物体反复穿过并破坏轨道物质对圆盘造成的高能冲击。
目前，天文学家拥有的QPE模型比实际事件的数据更多。由于安斯基的觉醒，这种情况可能很快就会改变。
埃尔南德斯·加西亚说：“我们还不清楚是什么原因造成的。”。“研究Ansky将有助于我们更好地了解黑洞以及它们是如何进化的。”
