超大质量位于银河系中心的人马座 A* 通常相对安静。它不是一个活跃的原子核,向周围的空间喷射光和热;它是一个活跃的原子核。大多数时候,黑洞的活动都很低调,其亮度波动也很小。
大多数时候。最近,天文学家发现它的亮度突然增加了 75 倍,然后又恢复到正常水平。这是我们所见过的近红外波长中最亮的 Sgr A*。
加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 的天文学家 Tuan Do 告诉 ScienceAlert:“我一开始非常惊讶,然后非常兴奋。”
“黑洞是如此明亮,我一开始误以为它是星星S0-2,因为我从未见过 A* 中士如此明亮。然而,在接下来的几帧中,很明显源是可变的,并且必须是黑洞。我几乎立刻就知道黑洞可能正在发生一些有趣的事情。”
但什么?这就是天文学家的使命就是要找出答案。我们在八月中旬首次报道了这个故事,结果现已发表在天体物理学杂志通讯。截至目前,我们仍然不知道是什么原因导致了超亮耀斑。
“我们研究超大质量黑洞 24 年来从未见过这样的事情,”安德里亚·盖兹说,加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授,也是该研究的共同高级作者。
“这通常是一个非常安静、弱小的节食黑洞。我们不知道是什么推动了这场盛宴。”
今年早些时候,Do 和他的团队使用夏威夷 WM 凯克天文台在四个晚上对银河系中心进行了观测。 5 月 13 日观察到了这种奇怪的增亮现象,团队成功地用延时摄影捕捉到了这一现象,将两个小时压缩为几秒钟。
这是 5 月份历时 2.5 小时的延时拍摄图像@keckobservatory超大质量黑洞 Sgr A*。黑洞总是在变化,但这是迄今为止我们在红外线中看到的最亮的黑洞。那天晚上我们开始观测之前,它可能更亮!pic.twitter.com/MwXioZ7twV
— Tuan Do (@quantumpenguin)2019 年 8 月 11 日
视频开头那个明亮的发光点是围绕 Sgr A* 旋转的尘埃和气体。本身不排放任何辐射我们现有的仪器可以检测到,但是附近的东西确实当黑洞的引力产生巨大的摩擦力时,进而产生辐射。
当我们使用红外范围的望远镜观察辐射时,它会转化为亮度。通常情况下,Sgr A* 的亮度有点像蜡烛一样闪烁,从几分钟到几小时不等。但是,当黑洞的周围发出如此明亮的光芒时,这表明有东西可能已经足够接近,可以被其引力抓住。
Do 说,第一帧——在观测开始时拍摄的——是最亮的,这意味着 Sgr A* 在开始观测之前可能会更亮。但没有人意识到有任何东西已经靠近黑洞,足以被黑洞吞噬。
该团队正在忙于收集数据,试图缩小范围,但有两种直接的可能性。其中一个是 G2,一个被认为是气体云的物体,在 2014 年接近人马座 A* 36 光小时范围内。如果它是一个气体云,这种接近应该将它撕成碎片,并且它的一部分被黑色吞噬。洞——但什么也没发生。
这次飞越后来被称为“宇宙的嘶嘶声”,但研究人员认为黑洞五月的烟花秀可能是延迟反应。
(Do 等人,arXiv,2019)
但是 - 再看看游戏中时光倒流。看到黑洞 11 点左右的那个亮点了吗?那是 S0-2,一颗围绕 Sgr A* 运行 16 年长椭圆轨道的恒星。去年,它已最接近,距离黑洞 17 光小时以内。
Do 告诉 ScienceAlert,“其中一种可能性是,恒星 S0-2 去年经过黑洞附近时,改变了气体流入黑洞的方式,因此更多的气体落在它上面,导致它变得更加多变。”
找出答案的唯一方法是拥有更多数据。目前正在更大范围的波长范围内收集它们。在银河系中心确定之前,地面凯克天文台将在未来几周内进行更多观测晚上不再可见来自地球。
但许多其他望远镜——包括斯皮策望远镜、钱德拉望远镜、斯威夫特望远镜和阿尔玛望远镜——在过去几个月里也在观测银河系中心。他们的数据可以揭示亮度变化物理的不同方面,并帮助我们了解 Sgr A* 的目的。
“我热切地等待他们的结果”做说。
该论文已发表于天体物理学杂志通讯。
这个故事的一个版本于 2019 年 8 月首次发布。