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2023-01-31
黑洞三年沒吃飯卻以50%光速吐了，天文學家：一生中最偉大的發(fā)現(xiàn)
更新時間：2022-10-16 16:05:57作者：智慧百科
Alex 夢晨 發(fā)自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI
沉寂三年的黑洞，再次點亮夜空。
大量天文臺齊刷刷把望遠鏡對準它，然后……科學家們就都蒙圈了。
上次它被觀測到是因為吞噬了一顆恒星，這一次居然是它時隔三年又“吐”了：
大量恒星物質以50%光速噴涌而出，成為史上觀測到最亮的黑洞噴射事件之一。
△示意圖
來自哈佛-史密森天體物理中心的Yvette Cendes是最早觀測到這個事件的人之一。
她說“從來沒有人沒見過這種情況”，并認為這將幫助人類進一步解開黑洞身上的更多秘密。
與以往相比，這次事件有兩點不尋常之處：
首先，黑洞通常是“吃不下的馬上就吐”，延遲幾年的情況就像飯后很久突然打了個嗝。
其次，以往黑洞向外噴射物質的速度也就10%光速，這次速度卻是足足5倍。
Cendes在論文發(fā)布的時候激動地寫到：
這是我一生中最偉大的發(fā)現(xiàn)。
黑洞飯后打嗝
黑洞撕碎一顆靠得太近的恒星稱為潮汐破壞事件（Tidal Disruption Event，TDE）。
相當于黑洞把恒星撕成一根面條狀，越過視界的物質包括光都會被吞噬。
剩余的有一部分會在黑洞周圍旋轉形成吸積盤（Accretion Disk），發(fā)出強大X射線和可見光組成的耀斑。
還有一部分則會被猛烈噴射而出。
△模擬演示
2018年10月，距離地球6.65億光年的地方，Cendes的團隊觀測到一起TDE事件，命名為AT2018hyz。
好幾個射電望遠鏡花了好幾個月時間觀察，卻只觀察到耀斑，并沒有噴射。
射電望遠鏡的使用時間很寶貴，研究團隊無法在它身上投入太多，只得轉移到別的目標。
直到2021年6月，團隊終于有時間去重新檢查這幾年來觀測到的TDE。
他們驚訝的發(fā)現(xiàn)AT2018hyz又亮了，而且是在5GHz有1.4 mJy射電通量密度，用通俗的話說就是“賊特喵的亮”。
有了這個發(fā)現(xiàn)，團隊開始瘋狂為這個項目申請更多觀測時間，請求南半球的澳大利亞智利南非等天文臺，以及NASA的錢德拉X射線天文臺加入。
分析了大量數(shù)據(jù)后，研究團隊對這次TDE事件有了更多了解。
比如三年前被吞噬的恒星質量大約是太陽的1/10，以及這次噴射最早可能從2020年11月開始，也就是吞噬的第750天左右。
但就是無法解釋一個問題——
為什么延遲這么久？
總的來說，團隊提出過3個猜想，卻幾乎都被觀測數(shù)據(jù)和計算模擬一一否定。
首先一個容易想到的思路是密度的突然變化。
但數(shù)據(jù)支撐不起這個說法，AT2018hyz無論吸積盤的密度還是噴射流的密度在黑洞中都算低的。
第二個思路，會不會更早的噴射方向并不指向地球，所以沒有被看到？
根據(jù)亮度增加的速度計算也不太可能，這種猜想也被否定。
第三個思路，會不會其實存在兩股噴射流，以奇怪的方式相互作用？
這部分的計算比較復雜，放在了論文的附錄部分。大致結論是這種情況可能存在，但還是解釋不了噴射流在數(shù)百天時間尺度上快速演變的問題。
最后Cendes只能想到另一種可能，也就是X射線雙星。
當一顆早期恒星與另一顆致密的中子星或黑洞距離很近時，物質會持續(xù)的流動過去，發(fā)出大量X射線。
不過這種現(xiàn)象以前只在較小的黑洞上觀察到過，像AT2018hyz這樣的超大質量黑洞還缺乏相關證據(jù)。
總而言之，關于黑洞這次為啥隔了這么久才噴出恒星物質，研究者表示還不能確定。
在論文的最后，研究團隊表示他們還將繼續(xù)觀測下去。
除了搞清楚AT2018hyz發(fā)生的原因以外，也在研究類似的現(xiàn)象是否更為普遍，另一篇系統(tǒng)性分析更多TDE事件的論文也在準備中了。
論文地址：
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac88d0
參考鏈接：
[1]https://www.cfa.harvard.edu/news/weve-never-seen-anything-black-hole-spews-out-material-years-after-shredding-star
[2]https://twitter.com/whereisyvette/status/1542526740140101632
[3]https://www.youtube.com/watch?v=AKCp-1OGGP4