迷途的饕餮:星系黑洞可以迁移或从休眠中迅速苏醒

一项针对星系超大质量黑洞的两项研究揭示了令人惊讶的属性和行为

加入我们的科学爱好者社区!


关于支持科学新闻事业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


迈阿密——来自 NASA 空间望远镜的观测揭示了两个星系中心超大质量黑洞的新奇特之处。例如,在距离我们约 5500 万光年的超大椭圆星系 M87 中,黑洞并不在星系的质心,显然是被某种剧烈的过程推离了中心。在距离我们仅 250 万光年的仙女座星系(我们银河系的近邻)中,黑洞似乎最近——而且非常突然地——从沉睡中醒来。两个研究小组在本周于此举行的美国天文学会半年度会议上于周二展示了关于黑洞的发现。

佛罗里达理工学院的丹尼尔·巴切尔德和他的同事使用哈勃太空望远镜高级巡天照相机的高分辨率图像来确定 M87 星系中心的准确位置,发现该星系的黑洞偏离中心约 22 光年。(黑洞本身虽然不可见,但相对容易探测,因为落入其中的物质会释放出大量的辐射。)巴切尔德说:“黑洞不在它应该在的位置。”他的团队表示,他们的发现已被接受发表在《天体物理学杂志快报》上。

许多过程可以解释这种位移,包括来自黑洞区域发出的明亮喷流的推力。但喷流似乎不够强大,而且在任何情况下都可能不是单侧的——也就是说,可能存在指向相反方向的反向喷流。巴切尔德说,更可能的机制是过去两个黑洞之间的合并,这产生了引力反冲,将由此产生的黑洞(其质量约为 60 亿个太阳)撞出了原位。

巴切尔德补充说,可以在其他星系中进行类似的测试,以了解这种现象有多普遍。“老实说,这是一种非常直接的技术,”他说。问题是,他的团队用来观察 M87 的哈勃仪器的高分辨率通道已不再起作用,因此必须挖掘档案数据以检查其他黑洞是否也存在类似的偏移。

附近的仙女座星系,一个像我们银河系一样的旋涡星系,也有其自身的黑洞谜团。 哈佛-史密森天体物理中心的李志远说,与银河系中心的黑洞一样,仙女座星系的黑洞也一直处于静止状态。事实上,李说,仙女座星系黑洞的 X 射线光度(质量高达 1.4 亿个太阳)约为其理论最大值的十亿分之一。这表明它的吸积速度相当缓慢,因为快速增长通常伴随着来自黑洞周围即将被吞噬的物质产生的大量 X 射线。

至少,当李和他的同事在 1999 年开始使用钱德拉 X 射线天文台观测仙女座星系的黑洞时,情况就是这样。然而,在 2006 年 1 月,情况发生了变化——黑洞的 X 射线光度突然升高,爆发到大约是其典型水平的 100 倍。而且,这种爆发似乎并非数据中的侥幸——自那时以来,黑洞的活动一直徘徊在平均 X 射线光度左右,大约是 2006 年之前值的七倍。“黑洞似乎进入了一个相对活跃的阶段,”李说,并补充说他和他的同事对这种现象有一个初步的解释。以接近光速的速度间歇性喷射等离子体团,有点类似于称为日冕物质抛射的太阳爆发,可能是罪魁祸首。

银河系自身的超大质量黑洞,与 M87 和仙女座星系的黑洞相比,是一个相对的轻量级(只有区区四百万个太阳质量),偶尔也会爆发。但李说,它的光度通常会恢复到爆发前的平静水平,这使得 M87 的持久变化非常独特。“据我们所知,这确实是超大质量黑洞表现出如此时间行为的第一个例子,”他说。

© . All rights reserved.