天文学家实时看到一个巨大黑洞苏醒

往事随风760

2019年末，SDSS1335+0728星系突然开始比以往任何时候都亮，并被归类为具有活动星系核，由星系核心的一个大质量黑洞提供动力。这是第一次实时观测到大质量黑洞的觉醒。这位艺术家的印象显示，当黑洞以周围可用的气体为食，使星系发光时，不断增长的物质盘被黑洞吸入。来源：ESO/M.Kornmesser

据ESO：2019年末，以前不起眼的星系SDSS1335+0728突然开始比以往任何时候都亮。为了了解原因，天文学家使用了几个太空和地面天文台的数据，包括欧洲南方天文台的超大望远镜（ESO的VLT），来跟踪星系的亮度是如何变化的。在今天的一项研究中，他们得出结论，他们正在目睹星系中前所未有的变化——这很可能是星系核心大质量黑洞突然觉醒的结果。

德国ESO的天文学家、该研究的主要作者Paula Sánchez Sáez说：“想象一下，你多年来一直在观察一个遥远的星系，它看起来总是平静而不活跃。”。“突然间，它的[核心]开始显示出亮度的戏剧性变化，这与我们以前看到的任何典型事件都不同。”

这就是SDSS1335+0728的情况，它在2019年12月急剧变亮后，现在被归类为具有活动星系核（AGN）——一个由大质量黑洞提供动力的明亮致密区域。

一些现象，如超新星爆炸或潮汐破坏事件——当恒星离黑洞太近并被撕裂时——会使星系突然发光。但这些亮度变化通常只持续几十天，最多几百天。SDSS1335+0728在首次被发现“开启”四年多后，今天仍在变得越来越亮。此外，在距离3亿光年的室女座星系中检测到的变化与以前任何时候都不同，这让天文学家有了不同的解释。

该团队试图结合档案数据和来自多个设施的新观测结果来了解这些亮度变化，其中包括位于智利阿塔卡马沙漠的ESO VLT上的X射线射手仪器。比较2019年12月前后的数据，他们发现SDSS1335+0728现在在紫外线、光学和红外波长下辐射出更多的光。该星系也在2024年2月开始发射X射线。


“这种行为是前所未有的，”同样隶属于智利千年天体物理研究所（MAS）的Sánchez Sáez说。

来自MAS和智利瓦尔帕莱索大学的合著者Lorena Hernández-García说：“解释这一现象最切实的选择是，我们看到星系的[核心]开始显示出（……）活动。”。“如果是这样的话，这将是我们第一次实时看到大质量黑洞的激活。”

质量超过太阳十万倍的大质量黑洞存在于包括银河系在内的大多数星系的中心。

同样位于智利的圣地亚哥波塔莱斯大学的合著者Claudio Ricci解释道：“这些巨型怪物通常在睡觉，无法直接看到。”。“在SDSS1335+0728的情况下，我们能够观察到大质量黑洞的觉醒，它突然开始吞噬周围的气体，变得非常明亮。”

埃尔南德斯·加西亚说：“（这个）过程（……）以前从未被观察到。”。先前的研究报告称，不活跃的星系在几年后变得活跃，但这是第一次实时观察到这一过程本身——黑洞的觉醒。Ricci也隶属于中国北京大学卡夫利天文与天体物理研究所，他补充道，“这也可能发生在我们自己的Sgr A*上，即位于银河系中心的大质量黑洞（…），”但目前尚不清楚这种情况发生的可能性有多大。

仍然需要后续观察，以排除其他解释。另一种可能性是，我们正在看到一种异常缓慢的潮汐破坏事件，甚至是一种新现象。如果这实际上是一次潮汐破坏事件，这将是有史以来观测到的时间最长、最微弱的此类事件。

Sánchez Sáez说：“无论变化的性质如何，（这个星系）都提供了关于黑洞如何生长和进化的宝贵信息。”。“我们预计，像[VLT上的MUSE或即将到来的超大望远镜（ELT）上的仪器]这样的仪器将是理解[星系为什么变亮]的关键。”

这项研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一篇题为“SDSS1335+0728:一个～106M⊙黑洞的觉醒”的论文中。