天文学家正在研究从一个新觉醒的黑洞中观察到的最长和最强能量的X射线爆发。实时观察这一奇怪行为的发展为我们提供了一个独特的机会，以更多地了解这些强大的事件以及大质量黑洞的神秘行为。
虽然我们知道超大质量黑洞（质量是我们太阳的数百万倍）潜伏在大多数星系的中心，但它们的本质使得它们难以被发现和研究。与黑洞不断“吞噬”物质的流行观点相反，这些引力怪兽可以在休眠、不活跃的阶段度过很长时间。
这在SDSS1335+0728的中心的黑洞都是如此，这是一座位于处女座、距我们300百万光年的遥远而不起眼的星系。在保持不活动几十年后，它突然亮起，并最近开始产生前所未有的X射线光闪烁。
活动的第一个迹象出现在2019年底，当时这个星系意外地开始明亮发光，吸引了天文学家的注意。经过几年的研究，他们得出结论认为，他们所看到的异常变化可能是由于黑洞突然“开启”——进入一个活跃阶段。这个星系明亮、紧凑的中央区域现在被归类为一个活动星系核，昵称为“安斯基”。
“当我们第一次在光学图像中看到安斯基亮起时，我们触发了使用美国宇航局的斯威夫特X射线空间望远镜进行后续观察，并检查了eROSITA X射线望远镜的存档数据，但当时我们没有看到X射线发射的任何证据，”来自德国欧洲南方天文台的研究员、首次探索黑洞激活的团队负责人Paula Sánchez Sáez说。
安斯基觉醒
然后，在2024年2月，由智利瓦尔帕莱索大学研究员Lorena Hernández-García领导的一个团队开始看到安斯基几乎规则间隔地发出X射线爆发。
“这一罕见事件为天文学家提供了实时观察黑洞行为的机会，使用X射线空间望远镜XMM-牛顿以及美国宇航局的NICER、钱德拉和斯威夫特。这种现象被称为类周期性喷发，或QPE。QPE是一种短暂的闪光事件。而这是我们第一次在似乎正在觉醒的黑洞中观察到这样的事件，”Lorena解释道。
“第一次QPE事件是在2019年发现的，从那时起我们只检测到几次。我们仍然不理解造成它们的原因。研究安斯基将帮助我们更好地理解黑洞及其演化。”
“XMM-牛顿在我们的研究中发挥了关键作用。它是唯一一个足够灵敏的X射线望远镜，可以探测到爆发之间更微弱的X射线背景光。有了XMM-牛顿，我们就可以测量安斯基有多暗，这使我们能够计算出安斯基点亮并开始闪烁时释放了多少能量。”
解开令人困惑的行为
黑洞的引力捕获靠近的物质并可以撕裂它。例如，被捕获的恒星的物质将分散成一个称为吸积盘的热亮快速旋转的盘。当前的想法是，QPE是由一个物体（可能是一颗恒星或一个小黑洞）与这个吸积盘相互作用引起的，并且它们与恒星的毁灭相关。但没有证据表明安斯基已经摧毁了一颗恒星。
安斯基的反复爆发的非凡特性促使研究团队考虑其他可能性。吸积盘可能是黑洞从其邻近区域捕获的气体形成的，而不是一颗解体的恒星。在这种情况下，X射线耀斑将来自吸积盘中高能量的冲击，这些冲击是由一个小天体穿过并反复干扰轨道物质所引发的。
“安斯基发出的X射线爆发持续时间是典型QPE的十倍，亮度也是十倍，”团队成员和美国麻省理工学院博士生Joheen Chakraborty表示。
“每次爆发释放的能量是我们在其他地方看到的百倍。安斯基的爆发还显示出有史以来观察到的最长节奏，约为4.5天。这迫使我们的模型达到极限，并挑战我们关于这些X射线闪光如何产生的现有理念。”
观看黑洞的行动
能够实时观看安斯基的演变是天文学家更深入了解黑洞及其推动的能量事件的前所未有的机会。
“对于QPE，我们仍然处于模型数量超过数据的阶段，我们需要更多的观察来理解发生了什么，”欧洲航天局研究员和X射线天文学家Erwan Quintin说。
“我们曾认为QPE是小天体被更大天体捕获并向其螺旋下降的结果。安斯基的爆发似乎在告诉我们一个不同的故事。这些重复的爆发也可能与欧洲航天局未来的LISA任务可能捕捉到的引力波有关。”
“获得这些X射线观测数据对于补充引力波数据至关重要，并有助于我们解决大质量黑洞的令人困惑的行为。”
