它沒有閃一下就消失,而是亮了整整八年,至今仍沒有明顯熄滅的跡象。
在距離地球18億光年的一座旋渦星系里,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一盞異常持久的“宇宙燈塔”:星系中心的射電輻射突然增強(qiáng)超過20倍,并長期維持在高位。
通常,劇烈天體事件產(chǎn)生的射電暫現(xiàn)源會(huì)在幾天、幾周或幾個(gè)月內(nèi)逐漸減弱。可這個(gè)編號(hào)為SDSS J110546.07+145202.4的天體,像被某個(gè)看不見的開關(guān)切換到了全新狀態(tài)。
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畫面為黑洞吸積盤和噴流的藝術(shù)示意,并非對該黑洞附近結(jié)構(gòu)的直接拍攝。
真正發(fā)光的并不是黑洞
黑洞事件視界以內(nèi)的光無法逃脫,因此所謂“黑洞開燈”只是形象說法。信號(hào)更可能來自黑洞周圍:氣體和塵埃落入前形成高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤,在摩擦、壓縮與磁場作用下釋放巨大能量。
部分物質(zhì)還會(huì)被磁場沿兩極導(dǎo)向,形成接近光速的粒子噴流。噴流中的帶電粒子在磁場內(nèi)運(yùn)動(dòng),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈射電輻射。研究團(tuán)隊(duì)估算,這次射電輸出約為太陽的一億億倍,也就是10的16次方倍。
最反常的,是它只在無線電里大變臉
研究人員翻查舊巡天資料發(fā)現(xiàn),這座星系過去只是較安靜的射電源,至少從2017年底開始進(jìn)入高亮狀態(tài)。此后不同射電望遠(yuǎn)鏡持續(xù)觀測,它的亮度大致穩(wěn)定,活躍期已經(jīng)超過八年。
它屬于“窄線塞弗特1型星系”:中心黑洞相對較輕,卻在快速吞噬物質(zhì)。這類天體很少擁有強(qiáng)射電噴流,更罕見的是亮度暴增后長期不退。
與此同時(shí),可見光和紅外亮度并沒有出現(xiàn)同等級(jí)別的暴漲。這意味著問題不只是“塵埃散開了,讓原本的光露出來”,而是星系核心的射電活動(dòng)真的發(fā)生了改變。
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可見光與近紅外合成圖中,能夠辨認(rèn)出該星系的明亮核心和兩條旋臂。
它為什么突然獲得了“燃料”?
團(tuán)隊(duì)檢驗(yàn)了多種可能:引力透鏡放大、視線遮擋變化、雙黑洞合并、恒星被撕碎,以及噴流正好朝向地球的耀變體活動(dòng)。但這些方案要么與多波段數(shù)據(jù)不符,要么概率太低,又缺乏直接證據(jù)。
目前最合理的解釋是,更多氣體突然涌向黑洞,吸積率改變,進(jìn)而啟動(dòng)了一股強(qiáng)大噴流。可真正的謎題仍未解決:這批新燃料從哪來?噴流為何能穩(wěn)定維持八年以上?
科學(xué)家暫時(shí)無法看到噴流的精細(xì)形狀,也不能斷言它已經(jīng)形成一個(gè)全新的天體類別。如今只有這一個(gè)明確樣本,“新類別”仍需要更多同類發(fā)現(xiàn)來確認(rèn)。
18億光年外,為何還被稱為“近鄰”?
因?yàn)檫@種相對低質(zhì)量、快速成長的黑洞,被認(rèn)為在早期宇宙更常見;而那些遠(yuǎn)古黑洞通常遙遠(yuǎn)到難以研究周圍細(xì)節(jié)。眼前這個(gè)目標(biāo)雖然離我們18億光年,卻已經(jīng)是一個(gè)更容易反復(fù)追蹤的天然實(shí)驗(yàn)室。
未來,甚長基線陣列有望分辨噴流結(jié)構(gòu),平方千米陣列也可能在大規(guī)模巡天中找到更多“突然開機(jī)”的星系。如果同類目標(biāo)陸續(xù)出現(xiàn),我們看到的就不再是一場宇宙意外,而可能是黑洞成長過程中一個(gè)長期被漏掉的階段。
這盞燈最重要的秘密,不是它有多亮,而是宇宙究竟用了什么方式,把一臺(tái)安靜的黑洞引擎切換成了持續(xù)轟鳴的噴流模式。
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