🌌 黑洞旁神秘射电信标现象仍需深入研究
SDSSJ110546。07145202。4星系中心黑洞的示意图。发光的物质盘环绕着事件视界，同时一束集中的粒子和辐射喷流被喷射到太空中。这束新发射的喷流通过几年来从星系中心持续发出的强烈射电辐射被揭示出来。图片来源：马克斯普朗克射电天文学研究所，由AI生成。
一个相对较近星系中的黑洞突然开启了一个强大的宇宙信标，几年后，它仍然在闪耀。
天文学家发现了一个星系，其中心黑洞在辐射突然增强20多倍后，在射电波中保持异常明亮的状态已超过八年。这个螺旋星系SDSSJ110546。07145202。4位于狮子座，距离地球约18亿光年，可能是已知的全新类别活动星系的首个例子。
射电暂现源通常在极端事件导致某个源变亮，然后在数天、数周或数月内逐渐变暗时出现。而这个星系却进入了一种持续的射电明亮状态，这与此前在同等大小的快速增长黑洞周围观察到的任何现象都不同。
🔍 科学家原声：“我们正在研究一类新型星系的原型，这类星系的射电辐射会发生快速变化”，澳大利亚国家科学机构CSIRO的合著者菲尔·爱德华兹说。
这个天体被归类为窄线赛弗特1型星系，这是一种通常与正在快速吸积物质的相对低质量黑洞相关的活动星系。研究人员将其描述为已知的首个此类长期射电变貌星系，因为它的射电特性发生了剧烈转变并保持了这种状态。
🌀 不断增长的黑洞如何驱动射电喷流
由马克斯普朗克射电天文学研究所（MPIfR）的斯蒂芬妮·科莫萨领导的国际团队利用涵盖从无线电波到X射线的电磁波谱的新观测数据和档案测量数据，对这次爆发进行了研究。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。
虽然黑洞本身不直接发光，但向它们坠落的物质却能变得异常明亮。气体和尘埃会螺旋进入一个快速旋转的吸积盘，在那里摩擦和压缩会加热这些物质。磁场还能将部分流入的物质重新引导成狭窄的喷流，这些喷流以接近光速的速度从黑洞向外喷射。
团队怀疑流入这个黑洞的物质流量增加引发了这样的喷流。该喷流似乎是产生大约10千万亿（10¹⁶）倍于太阳强度的射电辐射的原因。
“快速增长的轻量级黑洞产生的明亮射电辐射本身就很罕见。它们向持久的射电明亮状态的转变此前从未被观测到过”，主要作者斯蒂芬妮·科莫萨说。
星系SDSSJ110546。07145202。4离地球非常近，以至于它带有两条旋臂的形状能在图像中清晰看到。这张照片是可见光和近红外辐射的合成图像。图片来源：DESI遗产巡天。
❓ 一个无法解释的谜团
观察表明，该星系从一个相对安静的射电源转变为一个极其强射电的源。早期研究未发现可见光或红外光有可比的激增，这使得射电转变更加不寻常。这种行为似乎也难以解释为恒星被黑洞撕裂，或是耀变体中常见的变异性——耀变体的喷流几乎直接指向地球。
合著者亚历山大·克劳斯表示：“通过包括埃费尔斯贝格100米（328英尺）射电望远镜、澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的澳大利亚望远镜致密阵列以及太空卫星在内的众多望远镜进行的后续观测，证实了该源的独特性质。”
天文学家仍然不知道是什么突然增加了黑洞的食物供应，或者为什么它的喷流能保持活跃这么久。黑洞可能遇到了新的气体储备，或者其吸积盘的条件发生了变化，从而形成了强大的喷流。需要持续监测来区分这些可能性。
🔭 一扇通往早期宇宙的窗口
这项发现特别有价值，因为该黑洞与被认为在宇宙年轻时普遍存在的快速增长黑洞相似。那些古老天体距离遥远，研究它们的周边环境极为困难。SDSSJ110546。07145202。4为天文学家提供了一个更近的实验室，用于研究正在增长的黑洞如何发射并维持喷流。
“这类高能事件能为天文学家提供大量洞见。通过观测这些喷流和爆发，我们可以研究宇宙中一些最极端环境下的物理过程”，悉尼大学悉尼天文研究所的合著者科维罗斯表示。
利用甚长基线阵列（VLBA）进行的未来观测能够解析喷流的结构并揭示其变化方式。通过合并分布在遥远距离上的射电天线收集的信号，该阵列能有效发挥类似更大望远镜的作用，使天文学家能够研究星系中心附近的致密结构。
即将建成的平方公里阵列（SKA）天文台也可能发现更多正在经历类似转变的天体。找到更多这类天体将表明，这个星系是一个罕见的例外，还是此前未被发现的某类天体中第一个被探测到的成员。
“借助像即将投入使用的SKA望远镜这样的高灵敏度设备，我们将能在未来的天空观测中识别出类似的射电暂现源。这对于填补我们对早期宇宙理解的空白至关重要”，科莫萨说。
参考文献：S. Komossa、D. Grupe、A. Kraus、P. G. Edwards、E. F. Kerrison、K. Rose、R. Soria、T. An、M. J. Hardcastle、K. É. Gabányi、S. Panda、D. W. Xu、J. Wang、S. Frey和A. Mezősi所著的《首个长期射电变类NLS1星系》，2024年5月15日发表于《天体物理学杂志》，DOI：10.3847/1538-4357/ae610f。
📚 相关知识
黑洞是宇宙中引力极强的天体，由大质量恒星耗尽核燃料后坍缩形成。其引力强大到连光都无法逃脱，边界被称为事件视界。人类通过观测黑洞周围物质形成的吸积盘、引力波等间接探测到它，它是研究宇宙演化和极端物理规律的重要对象。
BY: Max Planck Institute for Radio Astronomy
FY: AI
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参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://scitechdaily.com/mysterious-radio-beacon-near-a-black-hole-defies-expectations/
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