北京時(shí)間 11 月 3 日消息，據(jù)媒體報(bào)道，目前，一支國(guó)際天文學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)銀河系一個(gè)黑洞周圍存在較大的光線亮度變化，該黑洞距離地球 9600 光年，推測(cè)是由吸積盤(pán)出現(xiàn)較大程度扭曲變形所致。
2018 年 3 月，這個(gè)被命名為 MAXI J1820+070 的黑洞噴射新類型 X 射線瞬變，被國(guó)際空間站日本 X 射線圖像監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡（MAXI）觀測(cè)到，該瞬變過(guò)程呈現(xiàn)出劇烈爆發(fā)，MAXI J1820+070 是雙星黑洞，由一顆類似太陽(yáng)的低質(zhì)量恒星和一顆較緊湊的天體構(gòu)成，該天體可能是白矮星、中子星或者黑洞，在這種情況下，MAXI J1820+070 存在一個(gè)黑洞，其質(zhì)量至少是太陽(yáng)的 8 倍。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上，研究報(bào)告第一作者是南非天文臺(tái)（SAAO）博士后研究員杰西莫?托馬斯博士。據(jù)悉，MAXI J1820+070 是迄今觀測(cè)到最明亮的三個(gè) X 射線瞬變天體之一，這是由于它距離地球較近，并且在銀河系模糊平面之外，因?yàn)樗髁涟l(fā)光可持續(xù)幾個(gè)月時(shí)間，所以才會(huì)有許多天文愛(ài)好者對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)。
美國(guó)南安普頓大學(xué)研究員菲爾?查爾斯教授解釋稱，來(lái)自正常恒星的物質(zhì)被致密天體拉入其周圍的螺旋氣體吸積盤(pán)，當(dāng)吸積盤(pán)中的物質(zhì)變熱且不穩(wěn)定時(shí)，就會(huì)發(fā)生大規(guī)模爆發(fā)，并在穿越“事件視界（event horizon）”之前能量聚集在黑洞隨后釋放，該過(guò)程是非?；靵y無(wú)序的，而且變化較大，跨越時(shí)間尺度從幾毫秒至幾個(gè)月不等。據(jù)悉，事件視界是一種時(shí)空的曲隔界線，視界中任何事件均無(wú)法對(duì)視界外的觀察者產(chǎn)生影響，在黑洞周圍的就是事件視界。在強(qiáng)大的引力影響下，黑洞附近逃逸速度會(huì)大于光速，使得任何光線都不可能從事件視界內(nèi)逃離。
目前，托馬斯博士帶領(lǐng)研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)可視化系統(tǒng)，展示了鄰近黑洞區(qū)域出現(xiàn)巨大 X 射線輸出特征，照亮周圍的宇宙物質(zhì)，尤其是吸積盤(pán)，使吸積盤(pán)加熱至大約 1 萬(wàn)攝氏度，該狀況下可看到釋放的可見(jiàn)光線，這就是為什么當(dāng) X 射線爆發(fā)減弱時(shí)，可見(jiàn)光線也減弱。
然而，MAXI J1820+070 能量爆發(fā)近 3 個(gè)月后發(fā)生了一件意想不到的事情，在大約 17 小時(shí)的時(shí)間里，可見(jiàn)光曲線開(kāi)始出現(xiàn)巨大變化，這有點(diǎn)像將汽車變光開(kāi)關(guān)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，亮度峰值瞬間翻倍。但是 X 射線輸出沒(méi)有任何變化，仍然保持穩(wěn)定狀態(tài)，雖然之前在其他 X 射線瞬變爆發(fā)中，也曾觀測(cè)到較小準(zhǔn)周期可見(jiàn)光調(diào)變，但從未觀測(cè)到如此規(guī)模的變化。
是什么原因?qū)е逻@種不同尋常的變化？查爾斯教授說(shuō)：“從圖像系統(tǒng)來(lái)看，我們可以很快排除一般性解釋，即 X 射線照亮了供體星內(nèi)表面，因?yàn)樵隽吝^(guò)程發(fā)生在錯(cuò)誤的時(shí)間，同時(shí)，也不可能是由于伴隨軌道相對(duì)移動(dòng)逐漸出現(xiàn)光線調(diào)變，而導(dǎo)致質(zhì)量轉(zhuǎn)移流轟擊吸積盤(pán)產(chǎn)生光線變化?！?/p>
這樣就只有一種可能性解釋，即巨大 X 射線流照射吸積盤(pán)，并導(dǎo)致吸積盤(pán)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。吸積盤(pán)扭曲提供了更大區(qū)域被 X 射線照亮，從而使視覺(jué)光線輸出急劇增大，從正確的時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)，該現(xiàn)象曾在有更大質(zhì)量供體的 X 射線雙星中被觀測(cè)到，但從未在這樣低質(zhì)量供體的黑洞瞬變中發(fā)現(xiàn)，這將為研究扭曲吸積盤(pán)結(jié)構(gòu)開(kāi)辟一條全新的途徑。
查爾斯教授稱，該現(xiàn)象增進(jìn)了我們關(guān)于恒星演變的端點(diǎn)和致密天體形成過(guò)程的認(rèn)知理解，目前我們已知銀河系中有幾十個(gè)黑洞雙星系統(tǒng)，它們的質(zhì)量在 5-15 倍太陽(yáng)質(zhì)量之間，它們都是通常物質(zhì)累積而生長(zhǎng)的，這正好印證了我們的最新研究結(jié)果。
大約從 5 年前開(kāi)始，南非大型望遠(yuǎn)鏡（SALT）勘測(cè)瞬變天體，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)大量緊湊雙星系統(tǒng)，其中包括 MAXI J1820+070 這樣的黑洞系統(tǒng)，該研究項(xiàng)目首席研究員大衛(wèi)?巴克利教授說(shuō)：“SALT 望遠(yuǎn)鏡是研究 X 射線雙星在爆發(fā)期變化的完美儀器，它能定期監(jiān)測(cè)幾周至幾個(gè)月，并可以和其他望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)協(xié)調(diào)配合?！?/p>
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