摘要：尽管我们知道超大质量黑洞（质量是太阳质量的数百万倍）潜伏在大多数星系的中心，但它们的本质使它们难以被发现和研究。与黑洞不断“吞噬”物质的流行观点相反，这些引力怪物可以在休眠、不活跃的阶段度过很长时间。

尽管我们知道超大质量黑洞（质量是太阳质量的数百万倍）潜伏在大多数星系的中心，但它们的本质使它们难以被发现和研究。与黑洞不断“吞噬”物质的流行观点相反，这些引力怪物可以在休眠、不活跃的阶段度过很长时间。

SDSS1335+0728 中心的黑洞就是如此，这是一个遥远而平淡无奇的星系，位于 3 亿光年外的室女座。在沉寂了几十年之后，它突然亮起来，最近开始产生前所未有的 X 射线闪光。

活动的最初迹象出现在 2019 年底，当时这个星系出乎意料地开始发出明亮的光芒，引起了天文学家的注意。经过几年的研究，他们得出结论，他们看到的不寻常的变化可能是黑洞突然“开启”的结果——进入活跃阶段。这个明亮、致密的星系中心区域现在被归类为活跃的星系核，绰号“Ansky”。

“当我们第一次在光学图像中看到 Ansky 亮起时，我们使用 NASA 的 Swift X 射线太空望远镜触发了后续观测，并检查了来自 eROSITA X 射线望远镜的存档数据，但当时我们没有看到任何 X 射线发射的证据，”德国欧洲南方天文台的研究员、首次探索黑洞激活的团队的负责人 Paula Sánchez Sáez 说。

Ansky 醒来

然后，在 2024 年 2 月，智利瓦尔帕莱索大学研究员 Lorena Hernández-García 领导的一个团队开始以几乎有规律的间隔看到来自 Ansky 的 X 射线爆发。

“这一罕见的事件为天文学家提供了一个机会，可以使用 X 射线太空望远镜 XMM-Newton 和 NASA 的 NICER、Chandra 和 Swift 实时观察黑洞的行为。这种现象被称为准周期性喷发或 QPE。QPE 是短暂的燃除事件。这是我们第一次在一个似乎正在苏醒的黑洞中观察到这样的事件，“Lorena 解释说。

“第一个 QPE 事件是在 2019 年发现的，从那时起我们只检测到了少数几个。我们还不了解导致它们的原因。研究 Ansky 将帮助我们更好地了解黑洞及其演化方式。

“XMM-Newton 在我们的研究中发挥了关键作用。它是唯一一台足够灵敏的 X 射线望远镜，可以检测到爆发之间较暗的 X 射线背景光。使用 XMM-Newton，我们可以测量 Ansky 的暗度，这使我们能够计算 Ansky 在点亮并开始闪烁时释放了多少能量。

解开令人费解的行为

黑洞的引力会捕获靠得太近的物质，并将其撕裂。例如，来自捕获的恒星的物质会扩散到一个炽热、明亮、快速旋转的盘中，称为吸积盘。目前的想法是，QPE 是由物体（可能是恒星或小黑洞）与这个吸积盘相互作用引起的，它们与恒星的毁灭有关。但没有证据表明 Ansky 摧毁了一颗恒星。

Ansky 反复爆发的非凡特性促使研究团队考虑其他可能性。吸积盘可能是由黑洞从其附近捕获的气体形成的，而不是由解体的恒星形成的。在这种情况下，X 射线耀斑将来自盘中的高能激波，由一个小型天体反复穿过并扰乱轨道物质引发。

“来自 Ansky 的 X 射线爆发比我们从典型的 QPE 中看到的要长 10 倍，亮度高 10 倍，”美国麻省理工学院的团队成员、博士生 Joheen Chakraborty 说。

“这些喷发中的每一个都释放出比我们在其他地方看到的多一百倍的能量。Ansky 喷发还显示出有史以来观测到的最长节奏，约为 4.5 天。这将我们的模型推向了极限，并挑战了我们关于这些 X 射线闪光如何产生的现有想法。

观察黑洞的运行情况

能够实时观察 Ansky 的演化对于天文学家来说是一个前所未有的机会，可以更多地了解黑洞及其驱动的高能事件。

“对于 QPE，我们仍然处于模型多于数据的阶段，我们需要更多的观测来了解正在发生的事情，”欧洲航天局研究员兼 X 射线天文学家 Erwan Quintin 说。

“我们认为 QPE 是小型天体被大得多的天体捕获并盘旋向下飞向它们的结果。Ansky 的喷发似乎在告诉我们一个不同的故事。这些重复的爆发也可能与欧洲航天局未来的任务 LISA 可能能够捕捉到的引力波有关。

“拥有这些 X 射线观测数据至关重要，它将补充引力波数据并帮助我们解决大质量黑洞令人费解的行为。”

来源：材料由欧洲航天局提供。

来源：人工智能学家