NASA / Aurore Simonnet
一對位于遙遠星系中心的超大質量黑洞觸發了一系列異常的光暴——這些明亮的發射線竟然呈現出有規律的周期性特點。天文學家猜想這可能是因為這對黑洞身處一團巨大的氣體云內,并將這個云團攪了個天翻地覆。
研究人員稱他們從未見過這種現象。這對黑洞位于一個編號 2MASX J21240027+3409114的星系內。星系距離地球約10億光年,位于北天星座天鵝座。它們每130個地球日環繞對方運行一周,彼此之間的距離只有大約260億千米。這個距離在宇宙的尺度上是極近的,因為光從一個黑洞的視界飛行到另一個黑洞的視界只需1天。
在過去3年中,這對黑洞從其所在的云團中,攫取了大約相當于1.5至2個太陽質量的氣體。它們可能會在未來7萬年內發生碰撞并合并。
2021年3月,天文學家首次注意到,在這對黑洞所在方向的天空中,出現了奇怪的發射線。起初人們以為那里有一顆超新星要爆發了,因為這些發射線呈現出突然增亮的模式。但是后續2022年的爆發特點又表明情況可能并非如此。
這次事件很快被重新分類為星系核活動。這通常是指那里有一個黑洞,正在從周圍的吸積盤中攫取物質。然而,在來自多地天文臺的光譜數據中,研究人員發現了一個每隔2至3個月便會重復出現一次的奇怪模式,這種模式在X射線和紫外波段上同樣存在。這就絕非超新星爆發或星系核活動所能解釋。
數據中也沒有出現任何與潮汐瓦解事件有關的特征——所謂潮汐瓦解指的是恒星被黑洞引力撕裂。
到目前為止,最符合觀測數據的模型顯示,那里可能有一團體量更大的巨型氣體云,正在從垂直于兩個黑洞運行軌道的方向上接近它們所在的星系,并被黑洞的強引力撕裂。
如果是這樣,那么研究人員在數據中觀測到的規律性模式,就可以得到解釋——由于黑洞在這團氣體云中穿行,因此當這兩個黑洞在穿越云團時,每個黑洞在其穿越的過程中都會向外部空間甩出一團氣體,并在此過程中產生規律性的發射線波動。
在距離這個星系大約29000光年遠處,還有另外一個星系。這兩個星系正處于合并的過程中。也許這與黑洞的異常行為有關。星系的合并會產生大量塵埃。天文學家一直以來在理論上預言,在那些存在雙黑洞的合并星系中心,應當普遍存在著這樣的氣體云。但此前一直沒有發現實例。隨著技術的進步,天文學家們已經開始大量發現此前從未見過的怪東西。
由于距離遙遠,望遠鏡目前還無法直接拍攝這團氣體云。但在天文學家的努力下,這團氣體云的來歷或許在不久的將來就能揭曉。它也許本來就屬于這個星系,也許是星系合并過程中產生的,也有可能來自別的什么地方。
參考
AT 2021hdr: A candidate tidal disruption of a gas cloud by a binary super massive black hole system
https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202451305
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