美国国家航空航天局的斯威夫特望远镜观察到一颗“漂流”的超大黑洞撕裂恒星
美国国家航空航天局的尼尔·盖赫尔斯·斯威夫特天文台捕捉到一颗“孤儿”黑洞在吞噬一颗位于遥远星系边缘的恒星时发出的光亮。这些现象本身就很稀有,而且从未在星系核心之外这么远的地方被观察到过。“我们一直在寻找这些撕裂恒星的事件,以此方式寻找那些通常栖息在银河核心的不可见超大黑洞,”来自马里兰大学查尔斯顿分校的研究人员罗伯特·斯坦说(他同时也是美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的研究员)。“这项发现是迄今为止确认的少数几个之一,我们验证了一种新的技术,可以用来寻找更多。”描述结果的论文由斯坦主导,周一在《天体物理学杂志快报》上发表。研究人员看到了一颗恒星被极端引力撕裂后释放出的超亮光晕——这称为潮汐干扰事件。此事件背后的黑洞质量约为太阳质量的百万倍。其存在首次在2025年11月被提及,当时在距地球约7.5亿光年的一个星系中出现了异常亮度,这一发现由在南加州的帕洛马天文台进行的ZTF(泽威基瞬态设施)调查所记录。“在每晚ZTF检测到的五十万次闪光中,我们的人工智能算法自动识别出一个看起来很像潮汐干扰事件的光闪,尽管它位于星系的边缘,”斯坦说。在几个月的时间里,该潮汐干扰事件在紫外线波长上超越了整个宿主星系的亮度,暂时辐射出相当于约100亿颗太阳的光亮。其他望远镜,包括位于智利的SOAR(南方天文物理研究)望远镜,随后跟进ZTF源,查看事件的光谱,结果显示出支持这一现象是潮汐干扰事件的特征。天文学家随后利用NASA的斯威夫特望远镜观察地面望远镜无法检测到的波长,以获取新信息。例如,斯威夫特的UVOT(紫外线/光学望远镜)测量了光闪的温度,发现其约为54000华氏度(30000摄氏度),显示出相当的“高烧”。“所有这些数据的结合帮助我们排除了其他解释,并自信地说这是一场潮汐干扰事件,尽管其位置很奇怪,”北卡罗来纳大学教堂山分校的博士生乔纳森·卡尼说,他进行了第一组光谱观测,支持了光闪的潮汐干扰事件解释。几乎宇宙中的每个星系中心都有一个超大黑洞,约每十万年就会有一颗恒星漂移得太靠近这个隐形的重磅黑洞,从而触发潮汐干扰事件。虽然在任何给定的星系中它们都比较稀有,但科学家们仍在遍寻数百万个星系中的潮汐干扰事件。每年,天文调查通常会在宇宙中的某个地方发现约30个潮汐干扰事件。在2024年之前,它们只在星系核心被观察到。这部分是因为天文学家主要在星系核心寻找这些事件;毕竟,已知的所有超大黑洞都在那儿,而且没有一个黑洞就不会发生潮汐干扰事件(较小黑洞的引力不足以造成这种影响)。然后科学家们观察到了距离宿主星系中心2600光年的恒星被撕裂的明显迹象。这激发了更多天文学家关注星系核心以外的类似事件,现在一个团队在更远的地方找到了一颗距离星系中心超过30000光年的黑洞。那么,新发现的黑洞是如何变得如此偏离轨道的呢?“它一定起源于某个星系的中心,但现在它不在那个中心附近,”斯坦说。“我们认为宿主星系的超大黑洞仍然位于其核心,而吞噬恒星的黑洞可能最初来自与我们今天看到的这个大星系合并的小星系。”研究人员概述了两种可能性。三颗以上的星系可能合并在一起,它们中心的超大黑洞之间的引力拉锯战可能将质量最轻的黑洞甩到了星系的边缘。或者一个矮星系可能正在进行合并。而当矮星系的恒星落入更大的星系时,可能有一颗恒星靠得过近于矮星系的超大黑洞。“进一步的发现可能会揭示这个显然‘孤儿’黑洞的起源,”斯坦说。“我们想要回答的关键科学问题是:漂流黑洞有多普遍?”答案可能很快就会浮出水面。“随着任务等待计划于今年夏天进行的轨道提升,斯威夫特的UVOT和XRT(X射线望远镜)仪器的定向科学观测暂时暂停,”合著者、斯威夫特的首席研究员S·布拉德利·岑科说。
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