距银河系约 2.75 亿光年处存在着真正的宇宙之谜。
在那里，在一个名为 1ES 1927+654 的星系的中心，蹲着一个超大质量黑洞，它的胡言乱语多年来一直困扰着天文学家。
现在，我们终于可以对它的一些疯狂行为做出解释：一颗绕轨道运行的白矮星摇摇欲坠地接近黑洞事件视界的边缘，超出这一点，任何物质都无法返回。
“这将是我们所知道的最接近黑洞的东西，”物理学家梅根·马斯特森说麻省理工学院的。 “这告诉我们，像白矮星这样的物体可能能够在距离事件视界非常近的地方生存相对较长的时间。”
黑洞本身不发光，但星系中心的超大质量黑洞通常被巨大的物质云包围。正是这种材料在围绕黑洞的轨道旋转时受到摩擦和重力的加热，发出光芒。
当这种光线发生变化时，天文学家可以对其进行研究，以找出黑洞附近可能发生的事件。例如，我们知道当一颗路过的恒星陷入黑洞的引力场时会是什么样子会随着时间的推移而被吞噬。
1ES 1927+654 中心的黑洞是一个相对温和的野兽，其质量约为太阳的 100 万倍，直到 2018 年才显得相对正常。然后逐渐变亮到之前亮度的近 20 倍。
这令人费解。一项分析表明，这可能是。科学家们以前从未见过类似的情况，因此密切关注 1ES 1927+654，看看是否发生了其他值得注意的事情。
2022 年 6 月，事情发生了。
欧洲航天局XMM-牛顿太空望远镜记录的X射线数据显示，银河核的亮度已经开始波动。黑洞的 X 射线输出在大约 18 分钟的时间尺度上变化了大约 10%。
这并不是闻所未闻的黑洞行为。这种波动被称为准周期振荡，其确切原因尚不清楚。但 1ES 1927+654 只是让它变得更奇怪。在两年的时间里，波动的时间间隔从 18 分钟左右缩小到 7 分钟以下。
“我们从未见过它的闪烁速度有如此巨大的变化，”马斯特森说。 “这看起来完全不像一个普通的黑洞。”
那么宇宙中可能发生了什么？为了弄清楚这一点，研究人员需要检查线索：光的波长和闪烁的周期性。
“在 X 射线中看到一些东西就已经告诉你你已经非常接近黑洞了，”物理学家艾琳·卡拉说麻省理工学院的。 “当你看到分钟时间尺度上的变化时，它接近事件视界，你首先想到的是圆周运动，以及是否有物体围绕黑洞运行。”
研究人员浏览了可用的场景，确定最有可能的选择是物质中的致密物体绕黑洞运行，逐渐靠近。随着轨道的缩小，黑洞周围的闪光之间的时间也随之缩短。这意味着该物体正在以一定半径围绕视界旋转是太阳的4.2倍只需七分钟。
研究小组的计算表明，这个物体可能是一颗白矮星；也就是说，一颗低质量恒星的塌缩核心在死亡时喷射出了其外部物质。该物体的质量约为太阳质量的 0.1 倍，封装成一个球体。
如果是这样的话，白矮星可能会在这次遭遇中幸存下来。在如此接近的距离下，黑洞可能正在撕裂白矮星的外部物质，这给了这颗饱受折磨的恒星足够的反冲动量，以防止它超过不归路。白矮星也非常致密，这可以防止它像普通恒星那样分裂。
这可能意味着它最终会从黑洞撤退到更安全的距离。如果研究小组的分析正确，他们将能够在X射线振荡的延长周期内观察到这种后退。然而，无论发生什么，这个黑洞还远远没有教会我们宇宙中最极端的引力环境。
“我从这个来源中学到的一件事是永远不要停止查看它，因为它可能会教给我们一些新东西，”马斯特森说。 “下一步就是要保持警惕。”
该研究已在美国天文学会第245届会议。它也已被接受自然，并且可以在预印本服务器上使用arXiv。
