(X 射線:NASA/CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz 等;光學/紅外線:Pan-STARRS)
2015年6月,我們看到了一場奇觀。 A黑洞距離我們 7,800 光年的太空從午睡中醒來,吞噬了一大塊恆星——這個混亂的過程導致了一道耀眼的耀斑在整個銀河系中閃耀。
那光的迴聲,顯示在新發布的圖像,讓天文學家能夠繪製和理解恆星之間漂浮的不可見的太空塵埃,正如一篇論文中所描述的2016年出版。
天體是位於北部天鵝座的名為 V404 Cygni 的雙星系統的一部分。 黑洞就是所謂的微類星體,被它賴以生存的物質所包圍。
這種物質正從黑洞的雙星伴星(一顆早期紅巨星)被吸走。 當兩個旋轉體在極其接近的軌道上跳舞時,黑洞的引力場剝離了紅巨星的外部物質。
這個過程就是造成2015年的爆發。 當來自恆星的物質集中進入黑洞的吸積盤時,它釋放出一系列強烈的 X 射線光脈衝,我們在地球上偵測到了這些脈衝。
這些脈衝在天鵝座 V404 周圍的空間中也發生了一些有趣的事情。 當光傳播到系統周圍的塵埃時,它會產生迴聲,產生一系列同心的 X 輻射環。
這並不陌生,但很罕見。 銀河系中的耀斑恆星僅檢測到另外三個明亮的 X 射線光回波。 因此,天文學家自然而然地利用機會利用天鵝座 V404 產生的回波來了解更多信息,不僅是關於黑洞的爆發行為,還包括它周圍的宇宙塵埃。
環的複合 X 射線和光學影像。 (X 射線:NASA/CXC/U.Wisc-Madison/S. Heinz 等;光學/紅外線:Pan-STARRS)
錢德拉 X 射線天文台的圖像顯示了由黑洞耀斑產生的八個同心圓環,穿過我們和雙星之間的塵埃。 由於耀斑很短,環很薄。
戒指的直徑也很能說明問題。 它們告訴我們環與我們之間的距離,因為我們知道到 V404 Cygni 的距離以及光的傳播速度。 越近的環直徑越大,越遠的環直徑越小——想像從管子往下看。 透視會使管子的近端看起來比遠端大。
插圖詳細顯示了環狀結構是如何產生的。 (威斯康辛大學麥迪遜分校/S.Heinz)
因此,這八個環代表光在空間傳播時遇到的八個獨立的塵埃雲。
由此我們知道,最近、最大的環是由距我們約 3,363 光年的塵埃雲形成的,最遠的環則距我們約 6,934 光年。
最後,可以分析塵埃反射的光,以確定宇宙塵埃的結構和成分。 某些元素會吸收某些波長的 X 射線,這意味著科學家可以研究到達我們的 X 射線光譜,以了解灰塵的成分。 他們發現宇宙塵埃很可能主要是二氧化矽和石墨,而且在各個方向上並不均勻。
這項特殊的研究是2016年出版,但繼續觀察光回波將使科學家能夠更多地了解恆星之間通常看不見的塵埃。 此外,V404 Cygni 很吵鬧,大約每隔幾十年就會爆發一次,因此我們可以期望未來的耀斑能夠幫助我們了解星際塵埃隨著時間的推移會如何變化。
我們還可以從這些爆發中學到更多。 例如,2015 年的爆發向我們展示了天鵝座 V404 黑洞的磁場比我們預期的要弱得多; 黑洞也在搖擺,因為它拖曳時空的方式。
事實上,曾經有過而是很多論文發表於 2015 V404 Cygni 爆發。 這是黑洞不斷給予的禮物,並且很可能會在未來繼續給予。
試想一下,如果每次你吃零食時每個人都這樣看著你,會怎麼樣?
該論文發表於2016年天體物理學雜誌。