超大质量——质量为太阳质量十万到数十亿倍的宇宙泰坦——是宇宙中最可怕的现象之一。这些天体庞然大物可以吞噬整个恒星,并释放出在广阔的宇宙距离上可见的强大辐射洪流。然而,在最近的一项研究中,研究人员观察到了一些完全前所未有的现象:一对超大质量黑洞吞噬了巨大的气体云,这与科学家们见过的任何天体大餐都不同。
这一发现是由一种奇怪的辐射信号实现的,它为了解这些宇宙巨星的行为以及它们与它们所居住的星系的关系提供了新的见解。
“该系统发出的光显示出每 60 - 90 天重复一次的振荡模式,这是第一次在活跃的星系核中观察到这种变化,”洛雷娜·埃尔南德斯·加西亚智利千年天体物理研究所和瓦尔帕莱索大学的天体物理学家,也是一项关于贪婪黑洞的新研究的主要作者,通过电子邮件告诉《生活科学》。 “这种模式可以在 X 射线、紫外线和光学频率中观察到,这使得该系统独一无二。”
检查神秘信号
该信号被指定为 AT 2021hdr,于 2021 年 3 月首次被兹威基瞬态设施(一项强大的地面光学勘测设施)探测到。它起源于一个名为 2MASX J21240027+3409114 的星系,距离我们约 10 亿光年,位于北部天鹅座。
有关的:
起初,科学家怀疑该信号可能与更熟悉的现象有关,例如超新星或恒星,这是黑洞将恒星撕裂的时候。然而,该信号表现出一种在此类事件中未观察到的极不寻常的亮度振荡模式。这种有趣的异常现象促使研究小组更深入地研究该信号。
埃尔南德斯-加西亚解释说:“我们使用多波长仪器观察了系统的光如何随时间变化,长达四年多。” “这项研究包括使用 Swift 卫星(X 射线和紫外线)、兹威基瞬态设施(光学)、甚长基线阵列(无线电)以及西班牙、墨西哥和印度的光学望远镜进行的观测。”
这些跨越广泛波长的观察结果证实了先前的结论,即信号的来源是陌生的。例如,它的 X 射线发射太强烈,无法用该团队考虑的任何传统候选材料来解释。由于没有类似的信号来指导他们,研究人员转向理论模型来解开这个谜团。他们假设辐射是由一对超大质量黑洞消耗大量星系气体云产生的——这种情况以前探索过的通过计算机模拟。
基于对黑洞彼此之间以及与气体云相互作用的模拟,研究小组发现,如果超大质量黑洞对和气体云具有特定的性质,他们研究的信号与计算机模型的预测非常吻合。
埃尔南德斯-加西亚说:“在与理论模型进行详细比较后,我们得出结论,该系统发出的光可以用双超大质量黑洞与质量大致相当于太阳的气体云相互作用来解释。” “在这种情况下,两个黑洞将相距 0.8 毫秒差距(大约一光日),大约每 130 天绕对方运行一次,总质量约为 4000 万个太阳质量,预计将合并约 70,000 个太阳质量。年。”
未来的方向和观点
尽管 AT 2021hdr 信号完全符合该团队的假设,但需要对类似系统进行更多观察才能巩固他们的结论。未来的数据将有助于完善超大质量黑洞在消耗星系气体时的行为模型。
埃尔南德斯-加西亚说:“我们需要确认我们提出的场景,因此我们需要收集新数据并使用这些数据进行模拟,以探索我们的假设。”
如果得到验证,这一发现可能会提供一种新方法来研究超大质量黑洞的演化及其在塑造星系中的作用,从而改变天文学家研究超大质量黑洞的方式。这些巨大的物体,更多地了解它们的饮食习惯可以为银河系的发展提供新的见解。
”寻找埃尔南德斯-加西亚解释说:“这是一项具有挑战性的任务,但从理论的角度来看,它预计会出现在许多星系中心。事实上,我们无法用现有的仪器来解析这两个黑洞,这意味着我们需要找到通过其他方法检测它们的替代技术。找到更多类似的东西将使我们能够研究星系如何随着时间合并和演化。”