國際天文小組發現一顆黑洞初始爆發過程

據美國物理學家組織網1月10日報導，近日在美國德克薩斯州奧斯汀召開的美國天文協會年會上，一個國際天文研究小組報告稱，他們通過美國航空航天局(NASA)的羅希-X射線時變探測器(RXTE)衛星和國家科學基金會的甚長基陣(VLBA)射電望遠鏡觀察分析，記錄到一個黑洞進入銀河系並開始發射超快氣體的爆發過程。關於此發現的論文將發表在《皇家天文學會月評》上。

科學家認為，這些離子“氣彈”是從黑洞“事件視界”的外圍邊緣升起，剛超出“不可逃逸”區，發射速度約為四分之一光速。

觀察對像是一個名為H1743-322的黑洞雙星系統(black hole binary H1743-322)，發現於1977年，由一個普通恆星和一個未知質量的中型黑洞組成。它們靠得非常近，繞彼此旋轉的軌道周期只有幾天。黑洞持續不斷地從國際天文小組發現一顆黑洞初始爆發過程其星伴身上吸取物質流，流動的氣體形成一個跨越數百萬英裡的扁平吸積盤，其寬度要超過我們的太陽許多倍，將黑洞圍在核心。隨著物質向內部旋轉，被壓縮加熱到上千萬度，這麼高的溫度會讓它們發出X射線。某些落入黑洞的物質被重新發射到吸積盤中，變成一種雙向噴射。在大部分時間，這種噴射由穩定的粒子流組成。偶爾向外流會變得更強，以接近光速拋出大量氣團。

在2009年中期，雙星系統出現了這種過渡。利用位於近巴西索科魯(Socorro, N.M)的VLBA和位於近澳大利亞新南威爾斯納拉布賴的澳大利亞望遠鏡密陣(ATCA)結合RXTE數據，研究人員拍攝到黑洞雙星系統爆發時，噴射出大量氣體“子彈”的短暫景象。加拿大亞伯達大學格雷戈裡·西瓦科夫說：“我們必須倒回播放氣體發射的過程，才能定位他們發射的時刻。利用RXTE和VLBA的獨特優勢，我們能把黑洞噴射和爆發之初的信號變化聯繫起來。”

從2009年5月28日到6月2日，雙星系統的X射線和無線電波發射都相當穩定，X射線在其周期性變化(准周期震盪，QPOs)中頻率逐漸增加。6月3日“氣體子彈”被噴出時，熱點消失了。到6月4日，ATCA測量顯示，無線電波發射顯著減弱。6月5日再次觀測時，QPOs消失了，當天的一張VLBA圖極詳細地顯示了一個明亮的無線電波氣彈，從系統中以某個方向噴射出來。6月6日，第二個氣彈以相反方向噴射出來。根據VLBA數據，研究小組計算出氣彈是在6月3日發射出來，大約比無線電耀斑爆發早了2天。

“該發現為研究初始噴射條件提供了新線索，有助於我們研究爆發是怎樣開始的。”英國達拉謨大學天文學家克裡斯·丹說。常麗君

在一個有著巨大黑洞的活躍星系的中心，會出現這種爆發的超級版本，能驅動物質外流數百萬光年遠。澳大利亞國際射電天文研究中心的詹姆斯·米勒-瓊斯說：“雙星系統中的黑洞只是星系級黑洞爆發的簡化版，但能讓我們看到這種運作以及它們發出的巨大能量是怎樣影響了星系和星系團的成長。”