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超大质量黑洞居然也有「心跳」 具有2百万个太阳质量
超大质量黑洞居然也有「心跳」!具有2百万个太阳质量(示意图:pixabay)

【希望之声2020年6月15日】(编辑:郭晓)宇宙虽然浩瀚广阔,有着很多人类无法理解的奥秘,但是宇宙可能也并不复杂,只要掌握宇宙的物质本质,揭开宇宙的奥秘也就容易了许多。所以科学家近年来,一直在坚持不懈地研究宇宙的物质之谜,研究我们看不见的暗物质和暗能量

宇宙中最重要的暗物质就是黑洞。如果一个天体质量足够大、体积足够小,那么它的引力就会大得连光都逃不出去。这种天体就是黑洞。早在2007年,研究人员在RE J1034+396星系中心观察到一个奇怪的现象。那里的超大质量黑洞每小时都会从环绕它运行的物质中发出一个信号,或者叫“心跳”,当2018年该星系再次被观测时,研究人员发现它的心跳仍然很强烈。

这个超大质量黑洞是太阳质量的200万倍,其星系距离地球6亿光年。发表在《皇家天文学会月报》上的这些新观测结果是令人兴奋的,因为这个系统是第一个观察到这些准周期心跳的系统。这些信号十多年来的稳定,表明它们背后的来源是相当稳定的。

这证明了超大质量黑洞发出的这种信号可以非常强烈和持久,也为科学家进一步研究心跳信号的性质和起源提供了最好的机会。许多超大质量的黑洞被圆盘状物质包围着,黑洞不可思议的引力将这些物质加热,在这个过程中变成等离子体。这些区域通常会发出强烈的可见光,比如X射线,而光的任何变化都可以追踪到圆盘内物质的运动。不过,这些变化很少会定期重复出现。

这一罕见的特征为我们了解吸积盘的物理特性提供了重要的启示,尽管对于这种周期性信号的成因还有很多不确定性。一般来说,研究人员将其描述为X射线发射斑点,但并不知道这个“斑点”到底是什么。

欧洲X射线太空望远镜在2009年和2018年对该系统进行了观测,研究小组发现,在两次观察之间,心跳周期缩短了几分钟。如果这些物质只是旋转进入黑洞,那么这些物质会在几个月内消失。相反,吸积盘正在以一种意想不到的方式移动。它的长期存在表明这个系统是相当特殊的,研究小组认为,尽管X射线双星系统GRS 1915+105虽然截然不同,但看起来更接近于前者,但这里所看到的与有两个黑洞的系统(一个黑洞由中子星环绕)有相似之处。

这个心跳是如何形成的主要观点是,吸积盘的内部正在膨胀和收缩,我们所知道的另一个似乎做同样事情的系统是银河系中一个比恒星质量小10万倍的黑洞,它由一颗伴星提供能量,亮度和时间尺度也相应地更小。该团队计划通过对即将到来的欧洲航天局的雅典娜X射线天文台进行更多的观测,更多的对数据进行分析以更好地了解这样一个系统及其独特的心跳。

责任编辑:田喆

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