SS 433 是一个贪婪的黑洞，它像某种宇宙吸血鬼一样，从其伴星超巨星上吸取物质，而且它还是个邋遢的食客。迄今为止，SS 433 是唯一被确认的“超临界吸积”现象的例子，在这种现象中，黑洞贪婪地吞噬星尘，导致大量的碎屑被抛射到太空中。从地球相对于 SS 433 的视角来看，该物体穿过一个螺旋状朝向黑洞的物质盘，因此我们无法看到其强大的 X 射线的所有光芒。但是，如果视线没有被吸积物质阻挡，SS 433 将会是银河系中最亮的 X 射线发射体。
由于它如此贪婪地吞噬物质，SS 433 在银河系中获得了独特的地位，成为一个怪胎。现在，对附近星系中极其明亮的黑洞双星（与其他贪婪的黑洞配对的恒星）的观测表明，这些天文配对可能正在做同样的事情。这些河外双星被称为超亮 X 射线源 (ULX)，这项新研究表明，它们可能也是超吸积天体。
ULX 之谜
ULX 是附近星系中最亮的 X 射线辐射源，仅次于星系中心的超大质量黑洞。通常，星系最多只有一两个 ULX。与银河系中的黑洞双星一样，ULX 由一个黑洞（一颗爆炸恒星的紧凑残骸）组成，它从伴星中虹吸物质。涌入的物质在黑洞周围形成一个吸积盘，该吸积盘加热到数百万度并发出 X 射线辐射。但是，ULX 的亮度比我们银河系中的黑洞双星亮数百或数千倍，科学家仍在努力弄清楚原因。
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一般来说，黑洞吞噬物质的速度越快，它们发出的光芒就越亮，但是它们的亮度有一个上限。在某个时刻，从吸积盘上喷出的辐射压力足以抵消黑洞的引力，因此任何过多的涌入物质都会被喷射回太空。这个转折点称为爱丁顿极限，它指出黑洞的质量越大，其引力就越强，并且在达到爱丁顿极限之前，它能变得越亮。
如果 ULX 黑洞的大小只与银河系中的黑洞一样，那么它们应该在达到如此高的亮度之前就达到了爱丁顿极限。因此，ULX 光度的一种解释可能是这些物体包含“中等质量黑洞”，其质量至少是太阳的 1000 倍，它不如星系核心中的超大质量黑洞那么巨大，但比点缀银河系的恒星质量黑洞大得多。
对 ULX 亮度的另一种解释是，它们是相对较小的黑洞，质量高达 200 个太阳质量，它们如此贪婪地吞噬物质，以至于达到了“超临界吸积”。基本上，它们欺骗了爱丁顿极限并保持了亮度。 “现在，这个想法并不像看起来那么愚蠢，”英格兰杜伦大学的天体物理学家蒂姆·罗伯茨说，他没有参与这项研究。爱丁顿极限的存在取决于物质从所有方向落向黑洞的假设。但是，由于现实生活中的黑洞将物质包裹在圆盘中，因此即使在辐射的向外推力应该阻止它们的摄入之后，它们也可能继续吞噬物质。当黑洞达到它们的爱丁顿极限时，它们的圆盘变得高温且膨胀。甜甜圈状吸积盘内部的物质不会被来自圆盘表面的辐射吹走，因此它会被吸入黑洞。同时，辐射压力会以强风的形式吹走圆盘的外层。科学家在 SS 433 中看到了这种流出。
自千禧年之初以来，天文学家一直在观测 ULX，希望确定哪种理论描述了这些奇怪天体的真实本质，但是仅靠 X 射线观测并不能解决这场争论。因此，来自俄罗斯特殊天体物理天文台和日本京都大学的一组科学家研究了 ULX 发出的可见光，希望这些替代波长可以提供新的见解。该团队使用夏威夷的 Subaru 望远镜获得了四个最近 ULX 的光学光谱。他们的研究结果于 6 月 1 日发表在《自然物理学》杂志上。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
SS 433 加入了一个古怪的家族
科学家发现，他们所有的研究对象都发出具有相似质量的可见光，这意味着这些 ULX 可能构成它们自己的同质物体家族。研究人员还看到，ULX 光谱的关键特征与标准吸积盘的预期特征不一致，这排除了 ULX 是以通常方式吞噬物质的中等质量黑洞的可能性。相反，科学家发现 ULX 光谱与 SS 433 的光谱具有惊人的相似性，据认为，SS 433 仅包含大约 10 个太阳质量的黑洞。
科学家通过检查它们可见光中称为“发射线”的特征，确定 ULX 与 SS 433 相似。此类数据可以深入了解天体的化学成分以及这些粒子的运动方式。科学家发现，ULX 光谱中氢和氦发射线的相对强度和宽度可以解释为起源于密集的外流风中的不同区域，这是超吸积的明显标志。由于其自身的圆盘风，SS 433 也表现出类似的特征。SS 433 的绝对亮度也与本研究中观察到的 ULX 在同一范围内，这进一步支持了它们具有亲缘关系的想法。科学家得出结论，ULX 最有可能像 SS 433 一样，是已经超过爱丁顿极限的小黑洞。
挥之不去的不确定性
“这并不是关于 ULX 的全部故事，”罗伯茨说，他并不认为它们绝对构成了它们自己的同质物体类别。“虽然大多数物体可能是这些超临界黑洞，但少数物体可能同样奇特，甚至可能是更极端的物体。”这意味着 ULX 的另一种理论也可能是正确的。罗伯茨认为，仍然有一些 ULX 看起来很适合作为中等质量黑洞的宿主。
荷兰内梅亨拉德布德大学的天体物理学家大卫·切赫也同意罗伯茨的观点，他也没有参与这项研究。切赫指出，天文学家至少发现了一个会脉动的 ULX，也就是说，它的亮度会周期性地增加和减少，这只能用中子星的存在而不是黑洞来解释。“因此，对于我们这些从事 ULX 研究的人来说，仍然有很多谜团，”罗伯茨说。关于 ULX 本质的长期争论可能尚未结束，但看起来一个奇怪的黑洞双星可能最终会找到它自己的位置。