上海天文台發現一個暫現黑洞的爆發

畫家構思的黑洞雙星系統
如果一個黑洞和一顆小質量恆星由引力聯繫,彼此相互繞轉,會發生什麼?小質量恆星的物質會被黑洞當成食物一點點吞噬,由於角動量(轉動的能力)守恆,物質流一邊旋轉一邊向黑洞中心下落,由於粘滯作用在黑洞周圍形成一條腰帶,稱為吸積盤。

大多數情況下,由於這些氣體僅發出了暗弱的光,即使借用望遠鏡,也無法觀測到黑洞附近物質的輻射。但當吸積盤的物質積累到一定程度時,盤會變得不穩定,於是黑洞得以大吃一頓,下落物質的引力能轉化為光和熱,產生非常明亮的爆發。這樣的爆發罕見,平均每年地球觀測者只能觀測到銀河系內三次明亮的爆發。通常,這種爆發會在十幾天的時間內亮度增加成千上萬倍,然後在幾周到幾個月的時間內慢慢變暗。

有時候,在爆發的過程,黑洞會將一部分物質從吸積盤的中心區域以極高的速度噴射出去,形成噴流;有時噴流反而是間歇性的,好比黑洞打個飽嗝。但黑洞如何打飽嗝——間歇性噴流的產生和熄滅的機制至今還是一個未解之迷,人們認為可能和黑洞的自旋或者吸積過程有關係。

近日,在已發現的幾十個這類雙星系統中,上海天文台余文飛研究員領導的研究小組針對近十年爆發較頻繁的一個名為H1743-322的黑洞雙星系統,監測到它的一次爆發,並開展了地空協同觀測,旨在研究在爆發過程中黑洞噴流是如何產生、發射和熄滅的,以及探索噴流功率來源等科學問題。

【圖:歐洲太空總署;文:節錄自中國科學院上海天文台網頁;新聞訊息由林景明提供】

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