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一个奇怪的黑洞变得更奇怪了

来源：晰数塔互联网快讯时间：2025年01月15日 21:06

本文来自微信公众号：原理（ID：principia1687），作者：不二北斗

在过去的几年里，一个奇怪的超大质量黑洞成为天文学界的焦点。这一黑洞不仅经历了突如其来的剧烈变化，还展现出前所未有的动态特性，令天文学家惊叹不已。

这颗遥远的黑洞编号为1ES 1927+654，质量约为100万个太阳质量，位于距离地球2.7亿光年的星系中。近日，在美国天文学会第245届会议上，一个国际研究团队宣布他们捕捉到这个黑洞表现出了前所未有的行为。

非同寻常的行为

黑洞周围的冕是由高能等离子体组成的云，并伴随强烈的X射线辐射，温度高达10亿度。2018年，天文学家观测到，黑洞1ES 1927+654的冕曾变得黯淡无光，而后又缓缓恢复亮度。在一段时间，重新形成的冕成为天空中最亮的X射线源之一。

到了2022年，科学家通过多镜面X射线望远镜（XMM-Newton）再次观测到这颗黑洞的异常。他们注意到，从这颗黑洞发出的X射线脉冲的频率正以稳定的速度加快：在两年的时间里，从每18分钟一次增加到每7分钟一次。这种毫赫兹范围内的X射线闪烁加速是迄今为止未曾记录的现象。

1ES 1927+654的射电图像显示，在强烈的射电耀斑之后，从星系的中心黑洞两侧喷出的等离子体射流似乎正在形成结构。第一张照片拍摄于2023年6月，没有显示出喷流的迹象，可能是因为热气挡住了它的视线。然后，从2024年2月开始，这些特征出现并向远离星系中心的方向扩展。（图/NRAO/Meyer at al.2025）

探索起源

是什么导致了这一前所未有的观察结果？科学家提出多种可能的机制来解释这种现象。一种模型表明，黑洞的冕可能正在振荡并开始逐渐收缩，导致随着尺度的变小，振荡频率加快。目前，科学家对黑洞的冕的振荡的了解仍处于早期阶段。

另一种更有可能的解释涉及一颗白矮星。根据模型推测，这颗白矮星的质量可能约为太阳的十分之一，而相比之下，超大质量黑洞本身的质量则达到约100万太阳质量。

当任何天体如此接近超大质量黑洞时，它可能发射引力波，这些引力波逐渐将天体拖向黑洞的引力边界——事件视界（任何东西一旦进入黑洞的这一边界都将无法逃脱）。随着白矮星逐渐接近黑洞，其轨道速度会加快，这正是研究团队观察到X射线振荡频率加速的潜在原因。

实际上，这颗白矮星正处于一条“单程旅途”的边缘。研究人员估计，它与事件视界之间的距离可能只有几百万英里（1英里≈1.6千米）。然而，尽管如此接近黑洞，研究人员预测这颗白矮星并不会立即坠入黑洞中。虽然黑洞强大的引力作用会将白矮星拉向内侧，但白矮星也会不断脱落其外层的一部分物质，这些物质被黑洞吸积的同时会产生一定的反作用，使得这颗白矮星得以维持平衡并暂时抵抗黑洞的吞噬。这颗白矮星可能正处于一个关键的转折点，未来的观测将进一步揭示它的命运。

未来展望

研究人员计划利用现有及未来的天文望远镜对该系统进行长期观测，以深入探索黑洞内部区域的极端物理环境。一旦空间激光干涉仪（LISA）于2030年代中期启动，将为捕捉该系统发出的引力波提供绝佳机会。

研究人员表示，从这个系统中可以学到的一点是——永远不要停止关注它，因为它可能随时揭示新的物理现象。

参考来源：

https://news.mit.edu/2025/x-ray-flashes-nearby-supermassive-black-hole-accelerate-mysteriously-0113

https://arxiv.org/abs/2501.01581