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逃逸恒星或许可以解释神秘的黑洞消失现象

黑洞正在进食的迹象消失了,也许是在一颗星星打断盛宴的时候。这一事件可能使人们对这些神秘物体有了新的认识。

在一个遥远星系的中心,一个黑洞正在慢慢地消耗着盘绕着它旋转的气体,就像水绕着排水管旋转一样。当稳定的气体涓涓细流被吸入张开的黑洞胃时,超热粒子聚集在黑洞附近,在黑洞盘的上方和下方,产生了绚丽的x射线,在3亿光年之外的地球上都可以看到。这些超热气体的集合,被称为黑洞冕,已经被知道在它们的亮度上显示出明显的变化,在黑洞的供给下增亮或变暗多达100倍。

但两年前,天文学家们敬畏地观察到1ES 1927 654星系黑洞日冕发出的x射线完全消失,在大约40天内消失了1万倍。几乎在瞬间,它开始反弹,大约100天后,它的亮度比地震前增加了近20倍。

x射线光从一个黑洞电晕直接黑hole&rsquo副产品;喂养,所以消失的光从1 es 1927 654可能意味着其粮食供应被切断了。在《天体物理学杂志通讯》上一项新的研究,科学家假设一颗失控的可能太接近黑洞和被撕裂。如果是这样的话,来自恒星的快速移动的碎片可能已经穿过了部分圆盘,短暂地分散了气体。

我们只是通常不会在吸积的黑洞中看到这样的变化,Claudio Ricci说,他是位于智利圣地亚哥的Diego Portales大学的助理教授,也是这项研究的主要作者。这太奇怪了,一开始我们还以为可能是数据出了问题。当我们看到它是真实的,我们非常兴奋。但我们也不知道我们在处理什么;和我们交谈过的人都没有见过这样的景象。

几乎宇宙中的每一个星系的中心都可能存在一个超大质量的黑洞,就像1ES 1927 654的那个,其质量比我们的太阳大数百万或数十亿倍。它们通过消耗环绕着它们的气体而成长,也就是所谓的吸积盘。由于黑洞不发射或反射光线,所以我们无法直接看到它们,但来自它们的日冕和吸积盘的光提供了一种了解这些黑暗物体的方法。

authors’在x射线信号消失的几个月前,地球上的天文台看到了圆盘在可见光波长(人眼能看到的波长)中明显变亮,这一事实也支持了恒星假说。这可能是由于恒星碎片与盘状物最初的碰撞造成的。

更深入的研究

在1ES 1927 654年的消失事件是独特的,不仅因为亮度的巨大变化,也因为天文学家能够彻底地研究它。可见光晕促使里奇和他的同事们要求使用美国宇航局的中子星内部成分探测器(NICER)对黑洞进行后续监测,这是国际空间站上的一台x射线望远镜。总之,在15个月里,NICER观察了这个系统265次。另外的x射线监测是由美国宇航局的尼尔·盖斯勒斯威夫特天文台进行的。并在紫外光下对系统进行了观察;以及美国宇航局(NASA)的核光谱望远镜阵列(NuSTAR)和欧洲航天局(ESA)的xmm -牛顿天文台(NASA也参与其中)。

当来自日冕的x射线消失后,更佳和迅捷的观测到了来自该系统的低能量x射线,因此,这些天文台在整个事件中提供了连续的信息流。

尽管一颗任性的恒星似乎是最有可能的罪魁祸首,但作者指出,对于这一史无前例的事件,可能还有其他的解释。观测到的一个显著特征是,亮度的整体下降并不是一个平稳的转变:每天,较好的探测到的低能x射线显示出剧烈的变化,有时亮度在短短8小时内就变化了100倍。在极端情况下,黑洞日冕会变得明亮或暗淡100倍,但时间尺度要长得多。连续几个月发生如此迅速的变化是非同寻常的。

这个数据集有很多问题,需要解决。这项新研究的合著者、麻省理工学院的物理学助理教授艾琳·卡拉说。但那是令人兴奋的,因为这意味着我们正在学习有关宇宙的新知识。我们认为恒星假说是一个很好的假设,但我也认为我们将花很长时间来分析这个事件。

这种极端的变动性在黑洞吸积盘中可能比天文学家意识到的更为普遍。许多正在运行和即将到来的天文台都是为了寻找宇宙现象的短期变化而设计的,这种实践被称为时域天文学。这可能会揭示更多类似的事件。

这项新的研究是一个很好的例子,说明了观察计划的灵活性如何使NASA和ESA的任务能够研究发展相对较快的物体,并寻找其平均行为的长期变化。Michael Loewenstein说,他是马里兰大学学院公园分校和美国宇航局戈达德太空飞行中心(GSFC)的天体物理学家,也是这项研究的合著者之一。这个正在进食的黑洞会回到扰乱事件之前的状态吗?还是体制已经从根本上改变了?我们将继续观察以找出答案。

更多关于任务的信息

nice是美国宇航局“探索者”计划中的一个天体物理学任务,它利用太阳物理学和天体物理学科学领域的创新、精简和高效管理方法,为来自太空的世界级科学调查提供频繁的飞行机会。

NuSTAR于2012年6月13日发射升空,最近庆祝了它在太空的8年。NuSTAR是一个由加州理工学院领导并由位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室管理的小型探索者任务,是由位于华盛顿的nasa科学任务理事会与丹麦技术大学和意大利航天局(ASI)合作开发的。该航天器由位于弗吉尼亚州杜勒斯的轨道科学公司建造。nustar的任务操作中心在加州大学伯克利分校,而官方数据档案在nasa的高能量天体物理科学档案研究中心,该中心位于GSFC。ASI提供这次任务的地面站和镜像数据存档。加州理工学院为NASA管理喷气推进实验室。

欧空局的xmm -牛顿天文台于1999年12月在法属圭亚那的库鲁发射。NASA资助了XMM-Newton仪器包的组成部分,并为GSFC提供了NASA客座观测设备,以支持美国天文学家使用该天文台。

GSFC与宾夕法尼亚州大学公园的宾夕法尼亚州立大学、新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普·格鲁曼创新系统合作管理Swift任务。其他合作伙伴包括英国的莱斯特大学和伦敦大学学院的穆拉德空间科学实验室、意大利的布雷拉天文台和意大利航天局。

读过书的天文学家观察到一个黑洞的日冕神秘地消失了,然后又重新出现以了解更多关于这项研究的信息。

参考文献:x射线日冕在一个外观变化的活动星系核中的破坏和再创造。C. Ricci, E. Kara, M. Loewenstein, B. Trakhtenbrot, I. Arcavi, R. Remillard, A. C. Fabian, K. C. Gendreau, Z. Arzoumanian, R. Li, L. C. Ho, C. L. MacLeod, E. Cackett, D. Altamirano, P. Gandhi, P. Kosec, D. Pasham, J. Steiner和C.- h。陈,2020年7月16日,《天体物理学杂志通讯》。

2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ab91a1

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