作者 | 辰辰
出品 | 网易科技《知否》栏目组(公家号:tech_163)
一个间隔地球5.7亿光年遥的星系,年夜约每一隔114天,就会像烟花同样收回闪光,这几近像设定好的闹钟同样准时。至少从2014年起头,有天文台就记实下这类奇怪征象。而现在,天文学家们经由过程拼集的琐细信息找出了缘由。
这个奇异的星系被定名为ESO 253-G003。在星系中间,有一颗恒星正环抱着超年夜品质黑洞运行。每一隔114天,二者之间的间隔就接近到足以使黑洞将恒星的一些物资吸走,从而发生超过多个波段的豁亮闪光。然后恒星离黑洞又愈来愈遥,直至下次再次接近黑洞,又有部门物资被吸走点亮。因为闪光产生的纪律性,天文学家给这个星系取了个“老忠实”的外号。
这项研究的第一作者,夏威夷年夜学天文学家安娜·佩恩(Anna Payne)说,“这些是咱们从星系中间察看到的最具纪律性且产生最频仍的多波段闪光,这为咱们研究‘老忠实’这个星系提供了怪异机会。”
佩恩弥补说,“咱们认为,星系中间的超年夜品质黑洞形成了爆炸,由于它正在吞噬绕其运转的巨型恒星的部门物资。”
2014年11月,全天候超新星主动搜刮体系(ASAS-SN)首次探测到了这些闪光。那时,天文学家认为这类征象源自ESO 253-G003星系中的超新星。
但在2020年,当佩恩在查望ASAS-SN上无关ESO 253-G003的数据时,她发明了来自统一处的多个闪光。
佩恩统共收拾出了17次闪光产生,每一次距离约为114天。她以及团队随后展望该星系将在2020年5月17日、9月7日以及12月26日再次暴发闪光,效果准期所至。
研究职员将重复暴发的闪光定名为ASASSN-14ko,这类有纪律的征象象征着他们可以或许用美国国度航空航天局(NASA)壮大的凌日生手星勘察卫星(TESS)对往年5月份产生的闪光入行更详实的观测。在此以前,其余仪器的观测效果已经经为研究职员提供了分歧波长范畴内的数据。
俄亥俄州立年夜学天文学家帕特里克·瓦莱利(Patrick Vallely)暗示,“TESS提供了一幅关于星系特殊闪光的详实照片,但因为该卫星探测太空的特殊方法,其没法察看到一切暴发的闪光。”瓦莱利指的是TESS只能对着一个区域观测27天。“而ASAS-SN尽管采集到的闪光暴发细节较少,但涵盖范畴较广,这在对特殊闪光的观测中相当首要。这两种研究方法可以或许互相弥补。”
研究职员最后推测,因为超新星暴发会粉碎原有恒星,是以只会在夜空中闪灼一次,然后就消散了,由于如许的事务会捣毁最后的恒星;以是在可见光、紫内线和X射线波段频频发生光亮的必定是其余甚么工具。
实在,这其实不是第一次发明因超年夜品质黑洞吞噬恒星而发生纪律性的闪光。往年就发明了一个周期为9小时的雷同闪光。但ESO 253-G003的环境更特殊。
这是由于研究职员发明,ESO 253-G003其实是两个处于归并最初阶段的星系,这象征着星系中间应当有两个超年夜品质黑洞。
有研究评释两个互相作用的超年夜品质黑洞可以致使闪光频频产生。可是研究职员经由过程观测认为,ESO 253-G003中间的两个超年夜品质黑洞间隔太遥,还有余以频频发生闪光。
另外一种可能性是,黑洞在吞噬物资时会造成吸积盘,而一颗恒星在环抱黑洞运转的进程中频频穿梭吸积盘,从而发生耀眼的光线。但研究职员也排除了了这一点。由于若是这颗恒星以分歧的位置以及角度穿梭吸积盘时,其每一次发生的闪光应有所分歧;但观测效果评释,来自ESO 253-G003星系中间的闪光几近彻底一致。
第三种多是频频产生的潮汐粉碎事务。详细的说,就是一个较年夜品质天体不竭从绕其运行的较小天体上剥离物资。
研究职员推测,若是一颗恒星沿着偏爱轨道绕黑洞运转,而公转周期正好是114天,那末当它接近黑洞时就会发生潮汐粉碎事务,恒星的部门物资被黑洞剥离,恒星继续绕黑洞运转。
当这些剥离物资与吸积盘中的物资产生碰撞时,就会发生闪光。这彷佛就是ESO 253-G003星系正在产生的工作。
斟酌到这类环境,研究小组深刻阐发了观测效果。他们研究了每一个闪光的光曲线,并与其余已经知的黑洞潮汐粉碎事务入行了比力。他们肯定,这颗恒星极可能绕着一个品质至关于7800万个太阳的超年夜品质黑洞运行。
在每一一次接近黑洞的时辰,这颗恒星城市丧失约0.003个太阳品质(也就是3个木星的品质),这足以造成天文学家可以或许观测到的闪光,同时让这颗恒星继续存在上来。
“若是一个带有膨胀外层的恒星沿着很是狭长的轨道运转,当其间隔黑洞足够近、但也不是太近的环境下,黑洞就会剥离一些物资,且不会扯破整个恒星。”夏威夷年夜学天文学院天文学家本杰明·夏皮(Benjamin Shappee)说。“在这类环境下,这颗庞大的恒星会一次又一次地返归,直至损耗殆绝。”
今朝尚不清晰恒星以及黑洞的这类近况已经经延续了多久时间,是以很难计较出这颗恒星还能存活多久。可是研究团队已经经展望出接上去的两次闪光产生时间分别在本年的4月份以及8月份,研究职员规划对其入行更多的观测。
这是领会超年夜品质黑洞品质吸积的极可贵机遇。
俄亥俄州立年夜学天文学家克里斯·斯坦内克(Kris Stanek)说:“总的来讲,咱们真的很想领会这些黑洞的性子和它们是若何发展的。”“正确展望下一事务产生时间的才能,让咱们可以或许获取本来没法获取的数据,并且咱们已经经有所收成。”(辰辰)
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