史無前例!黑洞閃光 亮度超過10兆個太陽

【正見新聞網2025年11月05日】


這張藝術概念圖描繪了一個超大質量黑洞正在將一顆質量至少是太陽30倍的大質量恆星撕成碎片。(Caltech/R. Hurt (IPAC))

11月4日,《自然天文學》(Nature Astronomy)雜誌發表了一項最新的天文研究報告,科學家們觀察到一個超大質量黑洞正在吞噬一顆恆星,在某一時刻,以10兆個太陽的亮度照亮了宇宙。

這次宇宙之光來自一個距離地球100億光年的超大質量黑洞,是迄今為止觀測到的最遙遠的閃光,它形成於宇宙相對年輕時期。加州理工學院帕洛瑪天文台(Palomar Observatory)的研究人員最近記錄到了這一驚人的宇宙事件。或許「天上方一日、地上已千年」的說法是科學的,因為這次科學家明確表示,他們用在地球上七年的時間觀察了在該天體只用了兩年所發生的現象。

宇宙大閃光原因:潮汐瓦解事件

該科研團隊利用茲威基瞬變源探測器(Zwicky Transient Facility,簡稱ZTF)和卡特琳娜即時瞬變源巡天系統(Catalina Real-Time Transient Survey)觀測到的這個黑洞質量約為太陽的5億倍。科學家認為,該黑洞用持續了數月的時間正在「吃掉」一顆附近的恆星,在某個時刻,由此產生的黑洞耀斑亮度是先前任何類似事件的30倍,亮度相當於10兆個太陽。

加州理工學院天文學教授、ZTF計劃科學家、該研究報告的合著者馬修·格雷厄姆(Matthew Graham)及其團隊最終認定,潮汐瓦解事件(tidal disruption event,簡稱TDE)是這次黑洞耀斑最可能的解釋。

《大眾科學》(Popular Science)的報導指出,潮汐瓦解事件是指超大質量黑洞利用其巨大的引力捕獲附近恆星時發生的事件。黑洞隨後開始吸取恆星的能量,並最終導致恆星無法避免的瓦解命運,但這並不意味著恆星在被活動星系核(active galactic nucleus , 簡稱AGN)捕獲後會持續縮小,有時,能量轉移是雙向的。

該研究的合著者、紐約市立大學天文學家K.E. 薩維克·福特(K.E. Saavik Ford)表示:「如此巨大的恆星非常罕見,但我們認為活動星系核盤內的恆星可以不斷增大,盤中的物質被傾瀉到恆星上,導致質量增加。」

前所未見:活動星系核體積巨大

這個被觀察的活動星系核編號為:J2245+3743。據報導,迄今為止,科學家已記錄到約100起潮汐瓦解事件,但大多數事件都沒有像新觀測到的J2245+3743那樣涉及活動星系核。這是因為活動星系核周圍的物質盤通常會掩蓋潮汐瓦解事件的輻射,即使是最靈敏的天文觀測設備也無法偵測到。但這次,J2245+3743 的體積如此巨大,以至於根本無法錯過它。

此次潮汐瓦解事件比之前排名第一的ZTF20abrbeie威力大得多。於 2021年4月首次被觀測到的ZTF20abrbeie,其最終強度比 J2245+3743弱30倍,涉及一顆比太陽大3到10倍的恆星。

天文學教授格雷厄姆在一份聲明中表示:「這與我們以往觀測到的任何活動星系核都截然不同。」

格雷厄姆及其同事於2018年4月2日首次注意到J2245+3743的亮度增加。然而,使用帕洛瑪天文台的200-英寸海爾望遠鏡(Hale Telescope)進行的初步掃描並未發現任何異常。但到了2023年,天文學家意識到耀斑的衰減速度比預期的慢。直到使用位於夏威夷的W.M.凱克天文台(W.M. Keck Observatory)進行另一次光譜掃描後,他們才了解到活動星系核J2245+3743的能量耀斑亮度增加了40倍。

科學家「慢動作」觀察:天上兩年 地上七年

科學家追蹤活動星系核J2245+3743用了七年的時間,但其實只有兩年,這是怎麼回事呢?格雷厄姆教授說: 「這裡的七年相當於那裡的兩年,我們正在以四分之一的速度觀看這一事件的重現。」

他解釋道:「這是一種被稱為宇宙時間膨脹的現象,是由於空間和時間的拉伸造成的。當光穿過不斷膨脹的空間到達我們這裡時,它的波長會拉伸,時間本身也會拉伸。」

雖然J2245+3743目前保持著有史以來觀測到的最亮黑洞耀斑的紀錄,但天文學家表示,它的最高紀錄可能不會是永久的。儘管它威力巨大,但他們懷疑類似的事件在宇宙中隨時隨地在發生。只有持續關注天空,他們才能找到任何足以與之匹敵的競爭者。

「如果沒有ZTF,我們根本不可能發現這次罕見事件,」格雷厄姆說:「我們已經用ZTF觀測天空七年了,所以當我們看到任何耀斑或變化時,我們可以看到它過去的行為,以及它將如何演變。」

報導指出,活動星系核J2245+3743的「恆星盛宴」似乎還沒結束,即使過了它自己的兩年,它的輻射通量仍然比耀斑爆發前的水平高出兩個「星等」,即星體光度等級。

(新唐人)

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