敢在黑洞面前撒野！科学家只高兴了3天，3.7秒一次脉冲揭露其真身

缥缈的绽放山

2013年4月24日突然增量的X射线信号可把科学家乐坏了，等待已久的G2气体云终于要挂了，黑洞大餐即将开始。可是就在3天后，2013年4月27日，一切都不好了，NASA调动了NuSTAR核频谱空间望远镜观测后发现：在人马座A*黑洞方向上其实有两个X射线源，一个是人马座A*黑洞，另一个就是这次的主角：一个敢在黑洞面前撒野的小家伙。
出品：太空伊卡洛斯
我们都知道黑洞是宇宙中看不见的天体，但是这个观点不是非常准确，因为看不见是针对肉眼，在X射线波段上是可以看到黑洞，而且非常明亮显示黑洞就在那儿。那为什么黑洞不容易被探测到呢，这是因为黑洞要在吞噬天体物质的时候，才会释放强大的X射线等。反之，黑洞就是“静悄悄”的，尤其是恒星级黑洞，完全不知道它可能出现在哪儿，就像一个陷阱那样埋伏在宇宙空间中。一般情况下，星系中心都有一个超大质量黑洞，尤其是螺旋星系的中心，比如我们银河系就有一个400万倍太阳质量的黑洞，我们称之为人马座A*黑洞。我们今天看到银河系中心非常明亮，那不是黑洞的光线，而是庞大恒星集群释放的光线。银河系中心黑洞在X射线波段上，就像一个光源那样，显示自己的存在。

一次虚假报警
人马座A*黑洞在2013年的时候突然增量，具体时间是在2013年4月24日，NASA斯威夫特空间望远镜第一个注意到人马座A*黑洞在X射线波段突然增益。一开始科学家以为是那团G2气体云被黑洞给吞了，非常兴奋。以为G2气体云已经在人马座A*黑洞周围团团转了，随时都有可能落入黑洞中。当然我们看到的一切都是2.6万年前发生的，因为我们距离人马座A*黑洞有2.6万光年。我们对G2气体云的观测已经在2000年之后就开始深入跟踪了，过了十几年的时间G2气体云已经运行到距离黑洞非常近的地方。

G2气体云的密度很大，一度还怀疑其附近还有一颗恒星，不论G2是气体云还是恒星，落入黑洞应该是它大概率结局。2013年4月24日突然增量的X射线信号可把科学家乐坏了，等待已久的G2气体云终于要挂了，黑洞大餐即将开始。我们之所以盼星星盼月亮看到G2气体云被黑洞给吞了，是因为这是我们第一次近距离看到超大质量黑洞吞掉天体物质，可以研究各种有趣的黑洞现象和行为。可是就在3天后，2013年4月27日，一切都不好了，NASA调动了NuSTAR核频谱空间望远镜观测后发现：在人马座A*黑洞方向上其实有两个X射线源，一个是人马座A*黑洞，另一个就是这次的主角：一个敢在黑洞面前撒野的小家伙。

全球多个X射线观测台都没有分辨出这个源其实是两个，以为是黑洞的一种新现象。根据NASA的观测，两个X射线源在空间距离上非常远，达到3.2万亿公里，从地球视角上看，两者非常接近，仅相差2.4弧秒，难怪多数X射线观测台没有认出这是两个源。小家伙可不简单
这个敢在黑洞面前撒野的小家伙就是新发现的天体：磁星，属于中子星的一种，最大特点是拥有强大的磁场，因此在电磁辐射方面它是最牛的，伴随强大的X射线和伽玛射线释放。从磁场角度看，磁星的磁场可达到10的8次方特斯拉以上，要知道地球的磁场大约是7乘以10的负5次方，与磁场比起来是相差了十几个数量级。

磁星释放能量的机制非常特殊，以“星震”的方式释放，每次释放会失去10%的质量，这些质量就转化为能量。因此磁星的寿命不长，只要其存在，就会每隔一定的时间向宇宙广播，显示自己的存在。关于磁星能量释放机制，目前已经有了新的结论：磁星每次释放X射线耀斑只有0.1秒左右，不超过1秒，在没有释放能量是磁星被包裹在强大的磁场线中，但这个方式是不稳定的，能够诱发磁场线重新排列，并且释放高达3-%的磁层能量。在这个过程中，磁星表面地壳的机械应力会陡然增加。磁星的直径不大，只有十几公里，这些机械应力会穿透磁星外壳，磁能以波的形式蔓延。当磁星的磁场线打开的过程，也是其能量爆发的时候，在不到一秒钟内可释放强大的伽玛闪光，同时也会破坏磁星表面结构。

2013年4月24日突然增量的X射线信号就是磁星所为，其实证明这次能量释放非黑洞也非常简单，再过一段时间就可以发现磁星的X源开始变暗，但黑洞却是一直处于明亮状态。在4月26日，NASANuSTAR核频谱空间望远镜还发现一个脉冲信号，每3.7秒有一个峰值，这也说明了磁星的存在，毕竟其依旧处于中子星。
综上，人马座A*黑洞周围的磁星爆发事件也给我们有了近距离观测磁星的机会，磁星的伽玛射线爆发与快速射电暴不同，因此后者是磁星的可能性较低。