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  恒星被其撕碎的“哀嚎”信号让科学家有机会在超大尺度中验证相对论

  本报讯 据物理学家组织网、《天文学》杂志在线版消息称,天文学家去年发现的名为“雨燕J1644+57”的高能辐射源,原是一颗恒星在被超大质量黑洞撕碎时发出的“求救”耀斑,近日研究人员在《科学》网站发布报告称,他们发现“已故”恒星残存的余晖,在围绕着“凶手”黑洞旋转并发出X射线,这是45亿光年外物质落入黑洞发出的挣扎信号,其给了科学家一次绝无仅有的机会,去探索一个重量可能接近千万个太阳质量的黑洞的性质,以及能在一个超大尺度中去重测爱因斯坦相对论。

  去年《自然》杂志发表文章称,3月28日,天文学家借助美国航空航天局(NASA)的雨燕卫星探测到一个辐射源,其喷射的粒子束发射轴的一端恰好指向地球,使能观测到的亮度和能量大幅增强,进入了X射线范围。研究人员以坐标和探测器将其命名为“雨燕J1644+57”。当时判断,该发射源可能距地球约39亿光年,应在天龙座星系中心附近,而这种异常的能量释放,或系超大黑洞残忍吞噬了过于接近它的恒星所致。

  密歇根大学的鲁本斯·雷斯及其同事在接下来的日子里进行了更为严密的观测,借助欧空局下属XMM-牛顿太空望远镜,让他们“听”到了能揭开该辐射源神秘面纱的关键——X射线源中一种极其轻微的“摇晃”,即准周期振荡(QPOs)。这种现象的特征是最爱环绕在宇宙中最致密的天体附近——白矮星、中子星或者黑洞。

  天文学家此前也曾发现过类似的准周期振荡,但都是在些仅相当于几倍太阳质量的黑洞附近。而“雨燕J1644+57”中的黑洞真正不容小觑:通过每200秒波动一次的强度,研究人员发现其质量应相当于一千万倍太阳质量,位置在45亿光年外。

  黑洞的质量和自旋可以插入到爱因斯坦的广义相对论方程里来描述一个黑洞的引力。一些意见认为,在非常大的尺度上,广义相对论可能会与日常计算中有所不同。而遥远的超大质量黑洞无疑提供了一种绝佳方法来测试这种看法。哥伦比亚大学天体物理学家认为,对“雨燕J1644+57”研究导致了探测黑洞自旋和质量更直接了当的方式,亦了解黑洞如何伴随着宇宙的生涯而改变。

  毕竟45亿年前的宇宙,是一个与今时今日的宇宙并不完全相同的环境。而“倾听”这种振荡,即恒星被黑洞撕碎时发出的垂死“哀嚎”,还原出遥远宇宙中发生的弱肉强食事件,可开辟出验证相对论的新领域。

  (张梦然)