银河系中心有不明脉动？

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原作：Michelle Starr

翻译：练唯予

编排：徐展博

后台：李子琦

https://www.sciencealert.com/our-galaxys-heart-is-pulsing-with-a-mysterious-signal

结合多个望远镜的数据，在红外波段与无线电波下看到的银河系中心。(Judy Schmidt/Flickr, CC BY 2.0)

银河系中心的超大质量黑洞与其他星系的黑洞相比并没有特别活跃，它既不会消耗大量的物质，也不会向太空喷射巨型等离子体射流。

但即使是相对平静的超大质量黑洞也是一头狂野的野兽：我们自己的黑洞人马座A*除了已被记录下来的活动，近期又出现了新的波动并被墨西哥国立自治大学的天体物理学家Gustavo Magallanes-Guijón和Sergio Mendoza所记录。

每隔76分钟，人马座A*的伽马射线就会有流量波动。研究者指出，这和黑洞射电与X光射线的周期变化有相似之处，都表明有什么东西在黑洞周围做轨道运动。

黑洞本身不发射任何我们可以检测到的辐射，它们比黑影还黑暗，对于我们用来探测穿梭宇宙的光的望远镜来说是不可见的。但黑洞周围的空间是另一回事，且很多事情能发生在这片存在极端引力状态的区域。

对于我们用来探测流经宇宙的光的望远镜来说是不可见的。但黑洞周围的空间存在另一种物质，且很多事情能发生在这片存在极端引力状态的区域。

银河系中心的黑洞人马座A*。

图源：EHT Collaboration

不同波长的光从人马座A*射出，强度也随着时间而显著变化。天文学家从部分波长的光中辨别出了模式。

据一份2022年的论文描述，射电波段的波动时间约为70分钟。一份2017年的论文显示，黑洞X射线耀斑的周期约为149分钟——这大约是射电（现在是伽马射线）波动周期的两倍。

直到2021年我们才得以确定伽马辐射与人马座A*有关联。Magallanes-Guijón和Mendoza认为伽马射线数据中存在着某种秘密，并决定去分析它。他们采集了费米伽马射线空间望远镜的于2022年6月至12月记录的公开数据，处理它并搜寻是否有周期模式存在。

他们确实找到了一种模式。根据结果，每76.32分钟，人马座A*会发射一束伽马射线耀斑——它处于宇宙能量最高的波长范围。

射电耀发和X射线耀斑周期的相似性表明，它们具有潜在的共同原因。研究者表示，射电耀斑拥有与伽马射线耀斑近乎同样的周期。X射线耀斑149分钟的周期则是它们周期的两倍。这不太可能是巧合，表明它是伽马射线和射电周期的谐波。

在X射线下观测的银河系中心。

图源：(NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang)

因为黑洞本身并不发射任何辐射，所以重复性的周期一般都是轨道运动的标志——某种物体可能在环绕着黑洞旋转。2022 年发表的论文得出的结论是，这可能是一团由强大的磁场聚集在一起的热气体。粒子在其中由于同步辐射被加速，并在此过程中产生辐射。

这团气体距离人马座A*的距离和水星到太阳的距离相似。但在70-80分钟的轨道周期中，它正在以约为光速的30%的极高速度航行。

Magallanes-Guijón和Mendoza说他们的结果和对射电数据的解释符合，表明这团热气发射出不同波长的辐射。当它绕黑洞运行时，理论表示该气体发出高能耀斑；而当它冷却时，在射电波则段发出更强烈的光——对伽马射线耀斑的发现也支持了这一结论。

众所周知，黑洞研究难度很大，人马座A*也不例外，这其中还有很多的细节等待我们发掘，进一步的多波段观测也可以帮助我们了解银河系黑暗而神秘的中心。

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责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

M1：膨胀中的蟹状星云

图像版权：NASA, ESA, CSA, STScI; Jeff Hester (ASU), Allison Loll (ASU), Tea Temim (Princeton University)