暗物質粒子探測衛星發現黑洞伽馬射線爆發

畫家筆下的暗物質粒子探測衛星「悟空」
暗物質粒子探測衛星「悟空」近兩個月內頻繁記錄到超大質量黑洞CTA 102的伽馬射線爆發,光學觀測發現CTA 102開始處於新一輪活躍狀態。這是暗物質衛星科研團隊自衛星去年發射後首次發佈觀測成果。

宇宙中廣泛存在著一類稱作超大質量黑洞的天體,幾乎在每個大星系的中心,都存在至少一個這樣的黑洞,包括我們所處的銀河系也同樣如此。它們的質量大到數百億倍太陽質量,小的也有數十萬倍太陽質量。特別是有些巨型黑洞在宇宙極早期就已經存在了。它們如何形成,如何隨著宇宙演變,如何反作用於星系演化等問題都是未解之謎。這些黑洞是不折不扣的宇宙妖怪。其中有一類這樣的黑洞在大量吞噬它其周圍物質,在吞噬過程中物質聚集形成吸積盤並且產生強有力的噴流,使其表現得異常明亮。這一類天體稱作活動星系核,它們佔所有星系的比例不到一成。

CTA 102便是這樣一個活動星系核,距離太陽系大約八十億光年,黑洞質量約八億五千萬倍太陽質量。關於CTA 102,歷史上還有一個有趣的故事。 1963年CTA 102第一次在無線電波段被發現時,人們曾經一度認為這就是外星文明發出的訊號。甚至當後來看到變化的無線電訊號時,還有人認為是高級智慧文明在作祟。進一步的觀測發現它其實是一個活躍的黑洞,在吸積物質的時候形成巨大的噴流,產生相對論性粒子並輻射出從無線電直至伽馬射線波段的電磁波。 CTA 102上一次比較劇烈的活動發生在2012年。

在上年底發射的暗物質粒子探測衛星「悟空」,主要目標就是通過觀測宇宙射線和伽馬射線來探索宇宙暗物質和類似黑洞這樣的宇宙妖怪。自今年10月份以來「悟空」頻繁地捕捉到來自CTA 102的伽馬射線輻射,特別是自11月23日開始「悟空」記錄到明顯增強的伽馬射線爆發現象,在12月16日達到峰值。目前記錄到的最高光子能量為約六百二十億電子伏特,相當於靜止質子等效能量的六十六倍。根據「悟空」此前記錄的數據,天文學家還發現,在今年4月至6月,當CTA 102第一次進入「悟空」視場時就已經有較低水平的輻射。中國科學院紫金山天文台的一米近地天體巡天望遠鏡,也觀測到CTA 102的此輪爆發,亮度持續增強。

【圖:互聯網;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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