銀河系超大質量黑洞亮度突然提高75倍 究竟發生了什麼？

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超大質量黑洞擁有龐大的身軀，是任何天文學家都無法忽視的引力怪獸。不過，很多超大質量黑洞非常安靜，其中就包括銀河系中央的人馬座A*。但凡事都有例外，在最近的觀測中，天文學家發現人馬座A*變得異常活躍，亮度超過以往的任何一次觀測。

藝術概念圖，一個被緻密氣體-塵埃盤環繞的星系中央超大質量黑洞

銀河系中央的超大質量黑洞——人馬座A*是一個比較安靜的黑洞。它並非一個活躍星系核，不會將大量光線和熱量噴射到周圍的太空。絕大多數時間，這個黑洞都保持低調，亮度變化幅度很小。最近，天文學家發現人馬座A*的亮度突然提高了75倍，而後又回到正常水平。這是科學家在近紅外波長下觀測到的人馬座A*最大亮度。

超大質量黑洞藝術概念圖。這種黑洞被炙熱墜落物質形成的吸積盤環繞，再往外便是一個多塵環面。黑洞的兩極還會噴射高速物質流，能夠在太空中延伸極遠的距離

加州大學洛杉磯分校天文學家圖安·多（Tuan Do）在接受科學網站ScienceAlert採訪時表示：「這一發現最初讓我感到吃驚，隨後又陷入巨大的興奮之中。這個黑洞變得異常明亮，一開始我誤認為它是恆星SO-2，因為我從未見過人馬座A*這麼亮過。但隨後幾幀的畫面顯示這個光源處於變化之中，只能是人馬座A*黑洞。我馬上意識到這個黑洞可能發生了點有趣的事情。」天文學家決心找到背後的原因。他們的研究發現將刊登在《天體物理學雜誌通訊》上。

夏威夷的凱克望遠鏡

今年早些時候，圖安和他的研究小組利用夏威夷的凱克望遠鏡對人馬座A*黑洞進行了4天的觀測。5月13日，研究小組觀測到人馬座A*的亮度異常升高。他們將兩小時的亮度變化影像壓縮成短短數秒的一段延時動畫。圖安表示：「這個黑洞一直處於變化之中，但這是我們迄今為止在紅外條件下觀測到的最大亮度。在那天晚上我們進行觀測前，它的亮度可能更高。」

黑洞本身並不放射出任何能夠被當前觀測儀器探測到的輻射，但黑洞的引力產生大量摩擦，導致附近物質產生輻射。當我們利用望遠鏡對這些輻射進行紅外觀測時，輻射被「翻譯」成亮度。通常情況下，人馬座A*的亮度會在數分鐘到數小時內發生改變，像蠟燭一樣會閃爍。當黑洞周圍區域驟然變亮，說明某些物體可能因距離太近被黑洞俘獲。

超大質量黑洞藝術概念圖

圖安表示在他們進行觀測前，人馬座A*的亮度可能更高。不過，沒有人發現任何天體因距離太近，最終被這個黑洞吞噬。現在，研究小組正在收集數據，試圖縮小疑似被吞噬物體的範圍。一種可能性是G2，這個天體據信是一個氣體雲，2014年時距人馬座A*不到36光小時。如果它是一個氣雲，這麼近的距離會導致它被人馬座A*撕成碎片，部分氣體被這個黑洞吞噬。但迄今為止，這種慘劇並未發生。研究小組認為人馬座A*5月的「煙花秀」可能是一種「延遲反應」。

銀河系中央潛伏著一個超大質量黑洞

另一種可能性是S0-2。S0-2是一顆恆星，沿著人馬座A*周圍的一條周期為16年的橢圓軌道運行。2018年，這顆恆星與人馬座A*最近時，彼此間的距離不到17光小時。圖安表示：「另一種可能性是恆星S0-2，2018年近距離掠過人馬座A*時改變了氣體流向這個黑洞的方式。其結果是，更多氣體落入人馬座A*，導致這個黑洞的變化幅度加大。」

天鵝座X-1黑洞藝術概念圖，正在吸食藍星的物質

尋找答案的唯一方式就是獲取更多數據。現在，科學家正在收集各波長條件下的觀測數據。未來幾周，他們將藉助凱克望遠鏡對人馬座A*進行更多觀測。在此之後，地面望遠鏡便無法從地球觀測銀河系中心。不過，包括斯皮策、錢德拉、斯威夫特和ALMA在內的其它很多望遠鏡在過去的幾個月內也在對人馬座A*進行觀測。它們的數據將可能揭示亮度變化物理學的不同方面的信息，幫助科學家進一步了解人馬座A*。圖安說：「我非常期待它們的觀測結果。」

來源：漫步宇宙

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