宇宙中最明亮的天体之一——类星体——正在迅速消失。天文学家现在认为他们已经了解了这种神秘行为，答案可能有助于他们解释 像银河系这样的星系是如何演化的。
类星体是星系中心的超大质量黑洞，由大量的气体供给，这些气体在可见宇宙中闪耀。天文学家长期以来认为，类星体会持续数百万年，然后在数万年内缓慢变暗。但2014年，现任马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家斯蒂芬妮·拉马萨发现了一个似乎在不到十年内消失的类星体。从天文学角度来看，这只是眨眼一瞬间。
研究人员努力解释这种异常现象。也许是一团巨大的尘埃云经过类星体的明亮信标前面，暂时阻挡了它的光线。或者，也许是一颗恒星离黑洞太近，被迅速撕裂，导致明亮的耀斑，科学家误认为那是类星体。如此明亮的天体在如此短的时间内褪色，这在物理上似乎是不可能的。
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这一发现引发了对更多这种“变脸”类星体的搜寻。这项搜索已经发现了数十个这样的神秘天体，其中一些比第一个发现的暗淡得多。本月在预印本服务器 arXiv 上发表的两项研究表明，这些类星体之所以会消失，是因为流经其吸积盘（环绕黑洞的热物质漩涡）的气体和尘埃量急剧下降。实际上，黑洞“饿死”了。
闪烁的光
在一项研究中，中国科学技术大学（合肥）的天文学家盛振峰和他的同事仔细观察了十个“变脸”类星体，这些类星体之前曾被斯隆数字巡天和 NASA 的广域红外巡天探测器拍摄过1。通过在光学和红外波长下观察这些类星体，该团队可以探测类星体的吸积盘及其环面——环绕它的甜甜圈状尘埃云环。
这种方法之所以奏效，是因为发光的吸积盘将光线射向黑暗的环面，在那里光线被吸收并重新发射为红外光。环面光线的任何变化都反映了吸积盘光线的变化。因此，当盛振峰和他的同事发现每个类星体发出的光学光在红外光之前变暗时，他们知道这是由流经吸积盘的物质减少引起的。
另一项由比利时列日大学的天文学家达米安·胡特塞梅克斯领导的研究也加强了这一观点。胡特塞梅克斯的团队检查了来自单个“变脸”类星体的光。当这些光穿过类星体周围被认为富含电子的区域时，其中一些光会发生偏振，就像地球大气中的分子散射和偏振来自太阳的光一样。
研究人员试图确定是否是尘埃云阻挡了类星体的吸积盘；如果是这样，来自类星体的更多光线似乎会来自偏振区域。但是，该团队在类星体开始变暗后，并未检测到来自类星体的偏振光增加。这排除了尘埃云的存在，但不能排除吸积盘的变化。
英国爱丁堡大学的天文学家尼古拉斯·罗斯表示，这两项研究的结果即使是初步的，也很有趣。
窥视原始星系
如果天文学家能够确定“变脸”类星体背后的机制，以及这些天体消失的时间尺度，这可能有助于他们更好地理解 星系是如何演化的。
人们认为，每个大型星系在早期都曾是类星体的宿主。类星体中的超大质量黑洞可以释放出足够强大的风，以阻止年轻星系中的恒星形成。随着时间的推移，长期存在稳定类星体的星系可能看起来与类星体行为不可预测的星系非常不同。康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的天文学家梅格·厄里说，一种思考方式是想象两个装满水的相同浴缸。她指出，在一个浴缸中倒入一杯沸水，在另一个浴缸中倒入几升温水，会给沐浴者带来截然不同的体验。
揭示“变脸”类星体的内部运作机制也可能帮助天文学家追踪气体和尘埃如何流入黑洞。尽管最新的结果表明，“变脸”类星体之所以急剧变暗是因为它们耗尽了燃料，但研究人员仍然无法解释这种情况如何在如此短的时间内发生。
但拉马萨是七月份与罗斯共同主持的第一次关于“变脸”类星体会议的主席之一，她认为该领域正朝着正确的方向发展。“仍然有很多问题需要解答，”她说。“但我认为我们正在提出正确的问题并朝着正确的方向前进。”
本文经许可转载，并于 2017 年 7 月 28 日首次发表。