在浩瀚宇宙中,一个位于相对较近星系的黑洞突然展现出不同寻常的“活力”,开启了一个强大的宇宙信标,且多年后依旧持续闪耀。这一独特现象,让天文学家们为之惊叹,因为它与以往观测到的射电暂现源有着显著差异。
射电暂现源通常源于极端事件,某个源会因此变亮,随后在数天、数周或数月内逐渐变暗。然而,此次发现的这个星系却进入了持续的射电明亮状态,这在同等大小的快速增长黑洞周围是从未有过的。澳大利亚国家科学机构的研究人员表示,他们正在研究一类新型星系的原型,这类星系的射电辐射会发生快速变化。
这个特殊的天体被归类为窄线赛弗特1型星系,通常与正在快速吸积物质的相对低质量黑洞相关。研究人员将其描述为已知的首个此类长时标射电变貌星系,原因是它的射电特性发生了剧烈转变,并且一直保持着这种状态。
那么,一个正在成长的黑洞是如何为射电喷流提供能量的呢?由马克斯普朗克射电天文学研究所的斯蒂芬妮·科莫萨领导的国际团队,利用覆盖从无线电波到X射线电磁频谱的新观测数据和档案测量结果,对这次爆发展开了研究,相关成果发表在《天体物理学杂志》上。
黑洞本身虽不直接发光,但向其坠落的物质会变得异常明亮。气体和尘埃螺旋进入快速旋转的吸积盘,在摩擦与压缩的作用下被加热。同时,磁场会将部分进入的物质重新引导成狭窄的喷流,以接近光速的速度从黑洞向外飞驰。该团队推测,流入这个黑洞的物质流增加引发了这样的喷流,而这个喷流似乎就是造成无线电辐射的原因,其强度约为太阳的十万亿倍。
快速增长的轻量级黑洞发出明亮射电辐射本就罕见,它们转变为持久的射电明亮状态更是此前从未被观测到过。但这个星系却从一个相对安静的射电源转变为一个极强的射电活跃源,早期研究未发现可见光或红外光有类似的激增,这使得射电方面的转变更加不同寻常。这种现象难以用恒星被黑洞撕裂,或是耀变体变异性来解释,耀变体的喷流几乎直接指向地球。
合作者亚历山大·克劳斯表示,通过包括埃费尔斯贝格的100米射电望远镜、澳大利亚联邦科学与工业研究组织的澳大利亚望远镜致密阵列以及太空卫星在内的众多望远镜进行的后续观测,证实了这个源的独特性质。然而,天文学家仍然不清楚是什么突然增加了黑洞的食物供应,也不明白为什么它的喷流能保持活跃这么久。黑洞可能遇到了新的气体储备库,或者其吸积盘的条件发生了变化,从而形成了强大的喷流,但需要持续监测来区分这些可能性。
这类高能事件能为天文学家提供大量宝贵信息。通过观测这些喷流和爆发,可以研究宇宙中一些最极端环境下的物理过程。未来利用甚长基线阵列进行的观测,可能会解析喷流的结构并揭示其变化方式。该阵列通过组合分布在远距离的射电天线收集的信号,能有效发挥类似更大望远镜的作用,让天文学家能够研究星系中心附近的致密结构。即将建成的平方公里阵列天文台也可能发现更多正在经历类似转变的天体,从而确定这个星系是罕见的例外,还是此前未被发现的一类天体中首个被探测到的成员。
黑洞是宇宙中引力极端强大的天体,由大质量恒星耗尽核燃料后坍缩形成。它的引力场极强,周围一定区域内的任何物质(包括光)都无法逃逸,这个边界被称为事件视界。黑洞无法直接观测,但可通过其对周围天体的引力影响、吸积盘辐射等间接探测到,是宇宙中最神秘的现象之一。











