(ESO/L. Calçada)
天文學家發現了一個超大質量（SMBH）具有異常規律的餵食時間表。
龐然大物是一個活動星系核(AGN) 位於 Seyfert 2 星系 GSN 069 的中心。
天文學家團隊使用了歐洲太空總署的XMM-牛頓和美國太空總署的錢德拉X射線天文台觀察SMBH的X射線發射。 大約每 9 小時，當物質被吸入黑洞時，黑洞就會發出明亮的 X 射線。
天文學家發現了另外兩隻恆星質量它們在進食時會定期爆發，但超大質量黑洞中的這種規律性以前從未見過。
概述這項發現的論文發表於自然並標題為“低質量黑洞星系核的九小時 X 射線準週期噴發」。
主要作者為西班牙歐空局天體生物學中心的喬瓦尼·米尼烏蒂(Giovanni Miniutti)。
根據論文，SMBH 每天 3 次消耗相當於四個月球的物質。 這意味著黑洞每次進食都會消耗約一百萬億磅的物質。
米努蒂在一份報告中說：“這個黑洞的飲食計劃是我們以前從未見過的。”新聞稿。
“這種行為是如此史無前例，以至於我們不得不創造一個新的表達方式來描述它：‘X 射線準週期性噴發’。”
自 2010 年 7 月起，人們就知道並觀察到了這個超大黑洞的 X 射線發射，但它們的發射量很穩定。 這篇新論文是基於 2018 年 12 月開始的 54 天觀測，觀測起始於 ESA 的 XMM-牛頓天文台。
該天文台於 12 月 24 日發現了兩次爆發。 一月份，XMM-Newton 又發現了三個這樣的規律爆發。
隨後天文學家要求美國太空總署錢德拉天文台提供更多觀測時間進行調查。 錢德拉觀察到了另外五起這樣的事件。
在目前的定期噴發期間，X 射線耀斑活動比背景 X 射線發射增加兩個數量級。 每次耀斑持續僅一個多小時，每九小時發生一次。
兩個最初的耀斑（藍色）加上 XMM-牛頓（綠色）和錢德拉（紅色）發現的後續耀斑。 （G·米尼烏蒂你 在。，2019。
“透過結合這兩個 X 射線天文台的數據，我們已經跟踪了這些週期性爆發至少 54 天”，西班牙馬德里歐洲空間天文學中心的合著者理查德·薩克斯頓 (Richard Saxton) 說。
“這給了我們一個獨特的機會來見證物質流入超大質量黑洞的過程中反復加速和減速。”
在每次爆發期間，X 射線耀斑都比安靜時期亮 20 倍。 落入的氣體的溫度也升高。 它會從安靜時期的約 100 萬華氏度升至耀斑期間的 250 萬華氏度。 較高的溫度與大多數活躍生長的超大黑洞周圍的氣體溫度大致相同。
這些定期耀斑的原因尚不清楚。 GSN 069 周圍的 250 萬華氏度高溫氣體與其他黑洞周圍的氣體溫度相同。 這是一個謎，因為它太熱了，不可能來自黑洞周圍下落的物質盤。 但 GSN 069 是研究這一現象的獨特機會，因為熱氣體反覆形成然後消失。
通常情況下，這種熱氣體是由恆星被撕裂並被黑洞吞噬而產生的，至少天文學家是這麼認為的。 但 GSN 069 所表現出的規律性仍然是個謎。
「我們認為X射線發射的起源是一顆被黑洞部分或完全撕裂並慢慢一點吞噬的恆星，」共同作者、歐空局天體生物學中心的瑪格麗塔·朱斯蒂尼(Margherita Giustini)說。
“但至於重複爆發，這是一個完全不同的故事，其起源需要用進一步的數據和新的理論模型來研究。”
同樣，看到超大質量黑洞消耗恆星的氣體也不是什麼新鮮事。 令人頭痛的是 GSN 069 爆發的規律性。 研究的作者對SMBH的定期餵食時間表提出了兩種可能的解釋：
- 圓盤中的能量不斷積累，直到變得不穩定，物質迅速落入黑洞，產生爆發。 這個循環正在重複。
- 圓盤和繞著黑洞運行的次級天體之間存在相互作用，次級天體可能是部分破裂的恆星的殘餘物。
借助錢德拉的觀測，科學家團隊知道耀斑 X 射線的來源就在 GSN 069 的中心。
錢德拉和XMM-牛頓的綜合數據也清楚地表明，耀斑雖然有規律，但正在緩慢變化：黑洞「膳食」的大小和持續時間都略有減少，並且每次膳食之間的空間正在增加。 這些趨勢是否會持續下去取決於未來的觀察。
對於 SMBH 來說，GSN 069 偏小。 通常，一個超大質量黑洞的質量相當於數百萬甚至幾十億太陽的質量，而GSN 069只含有大約40萬個太陽的質量。 這可能有助於解釋為什麼以前從未見過這種類型的定期餵食。
對於較大的超大黑洞，比這個大得多，它們的亮度波動要慢得多。 它們不會每九小時噴發一次，而是需要數月甚至數年的時間才能像這樣爆發。 這可以解釋為什麼像這樣的準週期性噴發（QPE）還沒有被觀察到。 X 射線天文台很繁忙，沒有辦法對一個目標進行那麼長時間的訓練。
在某些情況下，我們已經觀察到黑洞產生的 X 射線大幅增加或減少。 這些觀察依賴數月甚至數年的重複觀察。
其中一些變化太快，無法用黑洞吸積盤落入物質的標準理論來解釋。 但這項發現可以解釋這些觀察結果。 他們可能正在經歷與 GSN 069 類似的行為。
