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意外发现黑洞的周期性耀斑,每隔9个小时产生一次X射线迸发?

欧空局X射线空间望远镜XMM-牛顿勘探到来自悠远星系史无前例的周期性X射线辐射耀斑,这或许有助于解说活动黑洞的一些奥秘行为。XMM-牛顿,是最强壮的X射线地理台,在大约2.5亿光年之外GSN 069星系中心的活动黑洞中发现了一些奥秘亮光。2018年12月24日,地理学家发现光源的亮度忽然增加了100倍,然后在1小时内变暗到正常水平,9小时后再次闪亮。在2019年9月12日宣布在《天然》期刊上首要作者,西班牙马德里Astrobiología中心的Giovanni Miniutti说:这彻底出人意料。

巨大的黑洞像蜡烛相同有规则地闪耀,但从2018年12月开端在GSN 069中看到快速、重复改变是彻底新的东西。在接下来的几个月里,XMM-牛顿和NASA的钱德拉X射线地理台一同进行了进一步的观测,证明了悠远的黑洞依然保持着活动节奏,每隔9个小时就会宣布简直周期性的X射线迸发,研讨人员称这种新现象为“准周期性迸发”。X射线发射来自正在被吸进黑洞并在这个过程中加热的物质。在吸积盘中有各种机制能够发生这种类型的准周期信号,潜在地与挨近中心黑洞吸积流的不稳定性有关。

或许喷射或许是由于盘状物质与第二个黑的的相互作用,也或许或许是从前被黑洞损坏的恒星残骸。虽然之前从未调查到,Giovanni等地理学家以为像这样的周期性耀斑,实际上在世界中或许是适当遍及的。曾经或许没有发现这种现象,由于悠远星系中心的大多数黑洞,质量是太阳质量的数百万到数十亿倍,比GSN 069中的黑洞要大得多,GSN 069的质量仅为太阳的40万倍。黑洞越大,质量越大,它所显现的亮度动摇就越慢,因而一个典型的超大质量黑洞不会每隔九个小时迸发一次,而是每几个月或几年迸发一次。

这将使检测变得不太或许,由于调查很少跨过这么长的一段时间。还有更多,像在GSN 069中发现的准周期喷射,能够供给一个天然结构来解说在适当一部分活泼黑洞中调查到一些令人费解的形式,这些黑洞的亮度好像改变太快,很难用现有的理论模型来解说。许多巨大的黑洞,亮度在几天或几个月内以十分大的要素上升或衰减,而研讨人员估计的改变速度会慢得多。可是,假如其间一些变异性对应于相似于GSN 069中发现的喷射上升或衰减阶段,那么这些体系的快速变异性(现在看来不可行)天然能够解说。

新数据和进一步研讨将告知咱们这个类比是否真的建立。在GSN 069中发现的准周期性喷射也能够解说在简直一切亮堂、吸积的超大质量黑洞X射线发射中调查到另一种风趣性质:所谓的“软过剩”。它包含在低X射线能量下的增强发射,而且关于导致它的原因依然没有一致意见,一个抢先的理论调用了在吸积盘邻近加热的电子云。和相似的黑洞相同,GSN069在迸发期间表现出这样的软X射线过剩,而不是在喷射之间。西班牙欧空局地理中心XMM-牛顿操作小组的合著者理查德·萨克斯顿(Richard Saxton)表明:

咱们或许正在实时目击软过剩的构成,这或许会说明其物理来历。现在还不清楚电子云是怎么构成的,但地理学家正企图经过研讨喷射期间GSN 069的X射线光谱改变来确认机制。该小组已经在企图确认GSN069在初次检测到周期性喷射时界说特点,以寻觅更多的事例进行研讨。马德里天体生物学中心的合著者Margherita Giustini说:近期的方针之一是在其他星系中寻觅X射线准周期喷射,以进一步了解这种新现象的物理来历。

欧空局的XMM-Newton项目科学家Norbert Schartel说:GSN 069是一个十分吸引人的来历,有或许成为黑洞吸积范畴的参阅。假如没有XMM-牛顿的才能,这个发现是不或许的。这些迸发发生在X射线波段的低能量部分,在那里XMM-牛顿是无可对抗的。假如咱们想在未来发现更多这样的事情,必定需求再次运用地理台。

博科园|研讨/来自:欧洲航天局

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