天文学家称可能实时观测到巨大黑洞 “苏醒”

天文学家称可能实时观测到巨大黑洞“苏醒”2019年12月，天文学家曾发现，一个之前不显眼的星系突然开始变得明亮，此后便开始了对该星系的密切监测。一项最新发布的研究报告说，该星系出现的这一前所未有的变化，很可能是其核心巨大黑洞突然“苏醒”的结果。这个名为SDSS1335+0728的星系位于室女座，距离地球3亿光年，曾长期处于沉寂状态。2019年12月，该星系突然活跃起来。通常星系突然变亮是由于超新星爆炸或潮汐瓦解事件等现象。潮汐瓦解事件是宇宙中一种高能爆发现象，即恒星距离超大质量黑洞过近时，被黑洞产生的潮汐力吸入并撕裂的事件。但这些亮度变化一般只持续几十天，最多几百天，但SDSS1335+0728至今仍在变亮，持续了4年多。

三维模拟显示：超大质量黑洞只需数月就能吞噬周围的气体和尘埃

三维模拟显示：超大质量黑洞只需数月就能吞噬周围的气体和尘埃西北大学的研究人员利用Summit超级计算机对围绕超大质量黑洞旋转的倾斜薄吸积盘进行了"三维广义相对论磁流体动力学"模拟。得益于橡树岭国家实验室强大的高性能计算系统，科学家们能够模拟出比以往更加逼真的黑洞，并在此过程中发现了新的现象。研究人员指出，关于超大质量黑洞的传统理论认为，它们是一种天体实体，会在数百年甚至数十万年的时间内逐渐吞噬气体和尘埃。然而，根据新的模拟，这一消耗过程似乎可以在短短几个月内发生，恰好与活跃类星体发射所需的时间相吻合。西北大学科学家制作的三维模拟阐明，旋转的黑洞会扭曲周围的时空区域。这种现象最终会撕裂围绕黑洞的气体和尘埃漩涡，即吸积盘。这一时空扭曲过程的最终结果是将吸积盘分割成内外两个子盘，随后助长了新研究中描述的超快进食行为。研究人员称，黑洞中心的奇点最初会吞噬内环。随后，外层磁盘的碎片向内溢出，填补了内环被吞噬后留下的空隙，使吞噬过程得以重复。科学家指出，这种无休止地重复"吃"--"再吃"--"再吃"的过程只需几个月的时间。与之前的理论预测相比，这一时间尺度快得令人难以置信。这种新的模拟可以揭示宇宙中观测到的一些最亮天体（如类星体）的行为。这些准恒星天体的亮度可以达到其宿主星系内所有恒星的总和，但几个月后就会"毫无解释地"消失。领导西北大学研究的尼克-卡兹（NickKaaz）指出，经典的吸积盘理论预测黑洞周围的圆盘会发生非常缓慢的演变。然而，卡兹解释说，有些类星体的亮度会在几个月或几年内发生更剧烈的变化。在类星体中观测到的亮度快速波动与通过新的黑洞模拟观测到的多层盘及其复杂的物理相互作用相吻合。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385763.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385763.htm

研究人员新发现18起黑洞吞噬恒星事件

研究人员新发现18起黑洞吞噬恒星事件美国麻省理工学院近日发布公报说，该校研究人员领衔的团队在距地球6亿光年范围内新发现了18起黑洞吞噬恒星的潮汐瓦解事件，使附近宇宙空间中已知的这类事件数量增加了一倍多。相关论文发表在新一期美国《天体物理学杂志》上。新华社报道，潮汐瓦解事件（Tidaldisruptionevent）是宇宙中一种高能爆发现象，即恒星距离超大质量黑洞过近时，被黑洞产生的潮汐力吸入并撕裂的事件。当黑洞享用“恒星盛宴”时，会在电磁波谱多个波段释放巨大能量。此前，科学家主要通过在可见光和X射线波段寻找具有典型特征的爆发来探测潮汐瓦解事件，并已经在地球附近的宇宙中发现十几起这类事件。这项新研究利用红外观测数据从星系中找到更多这类事件。研究人员对美国广域红外线巡天探测卫星所获的观测数据进行了分析，利用特定算法识别出来自约1000个星系的红外爆发信号，这些星系分布在距地球六亿光年范围内。随后，研究人员放大了上述每个星系的红外爆发信号，从中寻找符合潮汐瓦解事件特征的红外辐射模式，最终发现18个清晰的潮汐瓦解事件信号。研究人员说，新发现有助于解答关于潮汐瓦解事件研究的几个关键问题。过去，潮汐瓦解事件大多在所谓的“星暴后星系”中观测到，这是一类曾因大量恒星形成而“光芒四射”但之后已冷却下来的罕见星系。这项新研究在尘埃星系等其他类型的星系中发现了潮汐瓦解事件，表明黑洞可以吞噬一系列星系中的恒星，而不仅仅是“星暴后星系”中的恒星。研究结果还解释了“能量缺失”问题。物理学家曾从理论上预测，潮汐瓦解事件辐射的能量应比实际观测到的更多。该研究认为，如果潮汐瓦解事件发生在尘埃星系中，或许可以解释这种能量差异。尘埃不仅可以吸收可见光和X射线，还可以吸收极紫外波段辐射，其吸收的能量相当于预测的“缺失能量”。此外，研究人员将新发现的潮汐瓦解事件与此前观测结果结合起来估计，一个星系大约平均每五万年就会经历一次黑洞吞噬恒星的潮汐瓦解事件。2024年2月6日3:29PM

人类史上首张黑洞照片的主角是 Messier 87，距离地球 5300 万光年。黑洞会吞噬任何靠近它们的东西，包括气体、恒星、行

人类史上首张黑洞照片的主角是Messier87，距离地球5300万光年。黑洞会吞噬任何靠近它们的东西，包括气体、恒星、行星，甚至是其他黑洞。最新研究发现，M87黑洞释放到太空深处的能量相当巨大。天文学家近日深入分析了事件视界望远镜（EHT）在2021年获得的黑洞图像，发现它的磁场足够强，有时可以防止它吞噬附近的物质。安德鲁・查尔（AndrewChael）表示：“我们深入调查2021年的EHT图像之后，发现有能量正从黑洞附近流出，后续我们需要更高灵敏度的图像，来确定是否有能量从黑洞表面流出”。他是新泽西州普林斯顿大学的天体物理学家、这项新研究的主要作者。该研究的合著者AlexandruLupsasca表示，通过模型计算，M87黑洞释放到太空深处的能量，就像一把“长达数百万光年的绝地光剑”，长度是银河系的10倍。哈勃望远镜拍摄的从M87星系射出的能量喷射器之一的图像。普林斯顿大学的研究合著者GeorgeWong表示：“对于M87迸发的能量，你可以想象成地球大小的TNT炸药，在长达数亿年长河中，每秒爆炸1000次产生的效果”。这张4月发布的M87*图像是有史以来第一张能量射流从黑洞流出的图像。

黑洞暴力撕裂一颗恒星 释放出罕见的发光物质流

黑洞暴力撕裂一颗恒星释放出罕见的发光物质流潮汐破坏事件（TDE）的插图斯温伯恩大学教授杰夫-库克（JeffCooke）也是ARC卓越引力波发现中心（OzGrav）的首席研究员，他是该研究小组的关键成员。Cooke教授说："被黑洞的引力潮汐力真正撕碎的恒星帮助我们更好地了解宇宙中存在的东西。这些观察帮助我们探索地球上无法创造的极端物理学和能量。"当一颗恒星离超大质量黑洞太近时，这颗恒星会被潮汐力猛烈地撕碎，碎片被卷入黑洞的轨道，最终被黑洞完全吞噬。在极其罕见的情况下--只有大约百分之一的时间--这些所谓的潮汐破坏事件（TDE）也会发射出几乎以光速移动的发光物质喷流。这项工作的共同主要作者，马里兰大学的IgorAndreoni博士和明尼苏达大学的MichaelCoughlin助理教授，以及一个国际团队，观察到了有史以来最明亮的TDE之一。他们测量到它在85亿光年之外，或者说在可观测宇宙的一半以上。这个事件被正式命名为"AT2022cmc"，据信它位于一个星系的中心，而这个星系由于过远和过暗目前还不可见。未来的空间观测可能会在AT2022cmc最终消逝时揭开星系的面纱。为什么有些TDE会发射喷气，而其他TDE似乎没有，这仍然是一个谜。从他们的观测中，研究人员得出结论，与AT2022cmc和其他类似喷射的TDE相关的黑洞可能正在快速旋转。这表明，快速的黑洞旋转可能是喷流发射的一个必要因素--这一想法使研究人员更接近于理解这些位于宇宙外围的神秘物体。超过20台在各种波长下运行的望远镜是这项研究的一部分。这些望远镜包括最初发现该天体的加州兹威基瞬变设施、太空和国际空间站的X射线望远镜、澳大利亚、美国、印度和法国阿尔卑斯山的射电/毫米望远镜，以及智利、加那利群岛和美国的光学/红外望远镜，包括夏威夷的W.M.凯克天文台。斯威本大学博士后研究员JielaiZhang是这项研究的共同作者，他说国际合作对这项发现至关重要。"尽管夜空可能看起来很宁静，但望远镜显示，宇宙中充满了神秘的、爆炸性的、转瞬即逝的事件等待着我们去发现。通过OzGrav和斯威本大学的国际研究合作，我们很自豪能够做出像这样有意义的发现，"她说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1339325.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1339325.htm

耀眼的超大质量黑洞对周围环境的影响并没有达到人们的预期

耀眼的超大质量黑洞对周围环境的影响并没有达到人们的预期包括艾伯利家族天文学和天体物理学讲座教授、宾夕法尼亚州立大学物理学教授W.NielBrandt在内的研究小组在《皇家天文学会月刊》（MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety）上发表了一篇介绍这些成果的论文。这项研究利用美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台（NASA'sChandraX-rayObservatory）的数据，研究了距离地球最近的一颗类星体。这颗类星体被称为H1821+643，距离地球约34亿光年，位于一个星系团中。类星体是一类罕见而极端的超大质量黑洞，它们疯狂地向内拉扯物质，产生强烈的辐射，有时还会产生强大的喷流。Brandt说："我一直希望利用钱德拉的敏锐视力更好地研究这颗非凡的类星体。我怀疑这个类星体的"叫声"比它的"咀嚼声"更可怕--也就是说，它令人印象深刻的烟火表演并不意味着它对环境也有同样深刻的影响。我很高兴我们坚定的决心最终得到了回报，证实了我的猜测！"这张图片的中心是类星体H1821+643，这是一个快速增长的超大质量黑洞，天文学家发现，尽管它产生了强烈的辐射，并且从甚大阵列的射电数据（红色）中可以看到粒子喷流，但它的表现并不尽如人意。H1821+643位于一个星系团的中央，周围环绕着大量炽热的气体，蓝色是钱德拉望远镜通过X射线探测到的。类星体周围热气的高温和高密度表明，这个黑洞对其宿主星系的影响比其他星系团中的许多同类黑洞要弱。H1821+643是星系团中距离地球最近的类星体。它距离地球34亿光年，在类星体的距离上，图像的宽度约为100万光年。图片来源：X射线NASA/CXC/Univ.ofNottingham/H.Russelletal：NSF/NRAO/VLA；图像处理：NASA/CXC/SAO/N.Wolk大多数成长中的超大质量黑洞吸积物质的速度都不如类星体快。天文学家通过观测星系团中心的黑洞，研究了这些更常见黑洞的影响。这类黑洞的定期爆发会阻止它们所蕴含的大量过热气体冷却下来，从而限制了宿主星系中恒星的形成数量，以及有多少燃料被输送到黑洞中。至于星系团中的类星体对其周围环境的影响有多大，我们就知之甚少了。领导这项新研究的英国诺丁汉大学的海伦-拉塞尔（HelenRussell）说："我们发现，我们研究中的类星体似乎已经放弃了生长较慢的黑洞所施加的大部分控制。黑洞的胃口与其影响力并不匹配"。"为了得出这一结论，研究小组利用钱德拉望远镜对H1821+643及其宿主星系所笼罩的高温气体进行了研究。然而，由于类星体发出的X射线很亮，因此很难研究热气体发出的较弱的X射线。哈佛大学天体物理学中心和史密森尼学会的合著者保罗-努尔森说："我们必须小心翼翼地去除X射线眩光，以揭示黑洞的影响。然后我们就可以看到，它实际上对周围环境的影响很小。"气体动力学和对未来的影响研究小组发现，星系中心黑洞附近的气体密度要比较远区域的气体密度高得多，气体温度也低得多。科学家们预计，当几乎没有能量源（通常是黑洞爆发的能量）阻止高温气体冷却并流向星系团中心时，高温气体就会有这样的表现。"与星系团中心的大多数其他黑洞相比，这个巨型黑洞产生的热量要少得多，"合著者、英国开放大学的露西-克莱斯说，"这使得高温气体能够迅速冷却下来，形成新的恒星，同时也成为黑洞的燃料源。"研究人员确定，每年相当于太阳质量约3000倍的热气体正在冷却，以至于在X射线中已经看不到了。这种快速冷却可以轻松地为宿主星系中每年观察到的120个太阳质量的新恒星的形成提供足够的物质，也可以为黑洞每年消耗的40个太阳质量的恒星提供足够的物质。研究小组还研究了类星体的辐射直接导致星团高温气体冷却的可能性。这涉及到类星体发出的光子与高温气体中的电子发生碰撞，导致光子能量增加，电子失去能量而冷却下来。研究小组的研究表明，在包含H1821+643的星团中很可能发生了这种冷却，但这种冷却太微弱，无法解释所看到的大量气体冷却。合著者、诺丁汉大学的托马斯-布拉本（ThomasBraben）说："虽然这个黑洞可能因为没有向其环境中注入热量而表现不佳，但目前的状态很可能不会永远持续下去。最终，黑洞的快速燃料摄入应该会增加其喷流的功率，并强烈加热气体。届时，黑洞及其星系的增长速度应该会大幅放缓"。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425107.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425107.htm