科学家发现来自星系中心黑洞的光回声
北京时间5月8日消息,据美国宇航局太空网报道,在一个遥远星系,一颗绕特大质量黑洞运行的恒星由于偏离了正常运行轨道,靠这个贪求无厌的大家伙过近,导致自己被撕裂。在被黑洞吞噬前,这颗恒星释放出一道光,同时发出最后的“尖叫声”,声音在整个星系中慢慢回荡着。地球上的天文学家捕获到这种微弱声音,并利用其绘制发声来源——星系核心——的地图。上述一幕与科幻小说毫无关联,而是一个天文学家小组去年12月通过斯隆数字化巡天观测仪(SDSS)观测到的众多罕见、颇具戏剧性的天文事件之一。他们的观察结果发表在最新一期《天体物理学杂志通讯》(The Astrophysical Journal Letters)上。天文学家小组仍在监控“光回声”(light echo)。据领导这项研究的德国马普地外物理研究所的斯特凡尼·科莫萨(Stefanie Komossa)介绍,这是天文学家首次如此详细地观测此类事件,使他们“可以探测这个星系的不同区域。”
如天文学家所预测的那样,光回声目前正在穿越这个名为SDSSJ0952+2143的星系,整个过程细节如下:其中一颗绕星系中央黑洞轨道运行的恒星可能偏离了正常轨道——按照科莫萨的解释,也许在同另一颗恒星相互作用后被撞到了“致命轨道”。最终,在黑洞巨大引力作用下,这颗恒星正逐步被撕裂。但在恒星物质被吸入黑洞吸积盘前,它上演了高能辐射爆发。
科莫萨将光的突然喷射形象地比作是将易燃物扔进篝火燃烧后的灰烬中。她在接受太空网采访表示:“不妨想象一下这样的镜头:篝火快要灭了,周围几乎一片漆黑,你看不清周围环境。从某种意义上讲,这就像是正常星系的核心。此时,如果你将几块木头扔到火堆里,它会暂时亮起来,你就能清楚地看到周围环境。同样,在这个星系中,我们发现一颗恒星被扔进了黑洞,结果就像木头被扔进火堆一样。”
正如篝火能照亮周围的人和背景中的树木一样,这种辐射的突然爆发也能在撞上它们时,照亮星系的各个区域,但是只有巨大的星系才能产生延时效应(time-delay effect)。科莫萨解释说:“星系体积越大,光线就需要大量时间才能穿越星系的核心。无论什么时候光到达某个区域,这个区域的气体会暂时亮起来,接着再慢慢变暗。”
一般情况下,天文学家很难观测到星系核心,原因在于黑洞周围由尘埃和气体形成的永久吸积盘会同时照亮周围一切天体。科莫萨说:“但是,这种光回声效应使不同成分在不同时间暂时亮起来。这是对核心构成进行绘制的令人激动的途径。”
星系的不同部分,如分子环面(molecular torus,笼罩于及其吸积盘周围的气体和尘埃物质旋涡结构),它们的气体中都有原子“指纹”,通过检测光回声在这些指纹中产生的强烈变化,天文学家可以辨别出光回声正在穿过星系的哪个区域。
接着,天文学家测算光回声穿越这一区域耗费的时间,就能估算出它的大小。 科莫萨及其研究小组从2004年开始跟踪这种光回声,如今一晃已经过去了四年。当时斯隆数字化巡天观测仪经常对这个星系及其他数千个星系进行拍照,获取光谱数据。
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