39亿光年处发现黑洞信号有助理解早期宇宙环境-科教台-中国网络电视台

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美国宇航局戈达德太空飞行中心绘制的黑洞吞噬恒星后发出的准周期震荡信号过程模拟图

　　黑洞作为宇宙中奇特的天体，我们通过认为它们不会发生与超新星爆发类似的物质抛射事件，更多时候认为黑洞可以吞噬一切，物质落入事件视界并形成可视的吸积盘，但有时候黑洞在吞噬恒星物质过程中会释放出伽马射线暴。科学家认为黑洞的质量范围处于100至10万倍太阳质量时，偶尔也会表现释放出独特的X射线辐射，这是因为它们正在吞噬的那颗“倒霉”恒星会释放出最后的“尖叫声”。

　　恒星被吞噬后释放出的信息穿过宇宙时空，科学家认为恒星最后的“尖叫声”如同非常低的D调。这种现象科学家称之为“准周期震荡” (QPO)，是黑洞将垂死的恒星撕碎后物质落入吸积盘时所释放出来的信号，产生的位置仅仅处于黑洞的事件视界上。如果黑洞周围坠入吸积盘的物质越来越多，粒子间的摩擦就会将磁盘温度升高，我们可以观察到该过程所释放的X射线非常靠近黑洞。密歇根大学的天文学家鲁本斯·雷斯（Rubens Reis）通过新闻发布会对该机制进行了解释，随着物质正在坠入黑洞，就会出现准周期震荡。

　　准周期振荡是黑洞吞噬垂死恒星并将其撕碎的结果，发生于事件视界之外。黑洞吸积盘获得热量之后，我们就可以看到吸积盘释放出的X射线辐射。在此之前，科学家只在一个超大质量黑洞附近探测到这样的信号，该黑洞的质量为太阳质量的数百万倍，并潜伏在一个临近星系的中央，科学家将其编号为REJ 1034+396，距离地球大约5.76亿光年。在上个月《科学》期刊上发表的一篇论文中，密歇根大学天文学家鲁本斯·雷斯和他的同事们宣布发现了一个准周期震荡信号，来自天龙星座方向，这是一个潜伏在星系中的黑洞，距离地球大约39亿光年。

　　科学家将这个神秘的天体命名为Swift J1644+57，是一个距离地球较远的X射线源。它的发现使得天文学家有机会了解更多关于黑洞和广义相对论在早期宇宙中的行为，那时候的宇宙环境是相当极端的。去年，隶属于美国国家航空航天局的雨燕伽马射线空间望远镜（Swift）首次发现了该信号。天文学家最初认为是一次普通的伽马射线爆发，一直到信号逐渐消失。他们得出的结论认为是当一颗恒星的轨道太靠近黑洞，以至于被苏醒的黑洞吞噬。

　　最后，科学家对来自两个轨道望远镜的数据进行分析，另一个为XMM 牛顿空间望远镜，天文学家鲁本斯·雷斯和他的同事们都发现了其中存在着震荡现象，事实上这就是准周期震荡。探测到准周期震荡信号源于他们对X射线的探测，如此罕见的事件也意味着该天体会产生高速喷流，其中一个喷流的方向碰巧指向了地球，使得天文学家们可以充分地将准周期震荡信号从噪音背景中筛选出来。

　　因此，天文学家鲁本斯·雷斯等现在获得了接近黑洞边缘的信息，而这个星系也位于距离地球非常非常远的宇宙空间中，这意味着该天体存在于较早时期的宇宙中，科学家们希望能了解到更多关于宇宙在极端条件的物理信息，比如广义相对论是否能描述那个时期的宇宙。美国宇航局戈达德太空飞行中心、“雨燕”伽马射线空间望远镜参与了本项研究观测。（Everett）

责任编辑：王巍