超大黑洞吞噬下 3卫星观测到恒星濒死的阵痛周期

▲3卫星观测恒星濒死的阵痛周期。(图/中研院天文网)

国际中心综合报导

动员了3个观测卫星,天文学家认为,他们已经看到了一个垂死恒星在被黑洞生吞活吃时所发出的阵阵X射线闪光。难得的讯号有助于厘清,在银河系的小黑洞和遥远宇宙的超大黑洞之间是否有所关联

2011年时,受害的恒星首次被Swift号卫星观测站发现。Swift当初设计就是为了要用来搜寻伽玛射线暴(伽玛射线又称为γ射线,是高能光子)。当时,Swift号侦测到一些来自某遥远星系信号,它持续出现,时间超过了一个月以上,最后从视线中渐渐消失

随后的分析表明,γ射线源可能由一颗正在被黑洞撕裂成碎片的恒星发出,该颗黑洞对天文学家而言,是前所未知的,如果没有这颗路过恒星被它近距离吞吃掉的明亮X射线事件的话。

黑洞「事件视界」只有100万公里

密西根大学安娜分校一支研究团队表示,他们就是这颗恒星发出最后几次闪光的见证人,该团队由Rubens Reis领军。这群天文学家随后继续分析了朱雀(Suzaku)X射线天文卫星和XMM-牛顿X射线观测卫星取得的资料,两座卫星分别是由日本美国合作建造、由欧洲太空总署(ESA)发射。

研究人员在两组资料中都发现了相同的现象:X射线强度每200秒起伏一次,形成准周期振荡。该小组认为该振荡是从恒星的最末端发出的,是它们被吸进黑洞前最后留下的轨道痕迹,该研究结果论文刊登在Science期刊。这篇论文的作者Reis认为,这200秒的信号能透露一些关于物质绕行在黑洞周围轨道上很基本的一些事情

按爱因斯坦的广义相对论基础,物质被黑洞吞下前,以稳定轨道绕行黑洞,是有一个最小距离存在的。Reis小组的计算显示,恒星遗骸距离「事件视界」很可能只有100万公里,进入这个叫作「事件视界」的表面,就没有什么物质可以逃出黑洞的魔掌了,甚至连光也逃不出来。

银河系也有质量较小的黑洞

Reis还说,「这一点点信号就是物质被吸入事件视界、被完全湮灭前,我们最后还能够侦测得到的一点点蛛丝马迹。」该小组还用这讯号算出了这颗陌生黑洞的质量:大约是介于太阳质量的50万至500万倍间。

银河系本身也有些质量较小的黑洞,在那些小黑洞附近也曾经发现过类似的振荡讯号,但这次是第一次从那么远的一个大黑洞发现到一个周期性的振荡讯号。天文学者可以借着研究这种振荡模式来更多认识一些距离我们很遥远的大黑洞,结果可能可以检验出:大型黑洞的行为模式和小黑洞是否类似。许多理论学者都相信,大小黑洞的行为模式应该是类似的。

英国莱斯特大学的天文学家Simon Vaughan表示,他对于「原始讯号源应该非常靠近黑洞」的这个主张并无异议,但是他补充说,「对于结果我宁愿谨慎以对。」来自距离那么遥远的黑洞的光,微弱而闪烁,导致信号带有很大杂讯。研究人员有可能是看到了盘旋在宇宙排水口周围的一滴什么物质,但也有可能是测量统计上的闪失。总而言之,「这最终结果还不够令我完全信服,我也不敢以一大笔财富担保它是对的。」不过,未来几年如果又发现类似讯号,那可没话说了。(文/转载自中研院天文网)