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伯明翰大学 | 天文学家说,神秘明亮的闪光是一个黑洞喷流直接指向地球
指南者留学 2022-12-01 22:15:42
阅读量:1168

这个被命名为AT 2022cmc的信号是今年早些时候由加州的兹威基瞬态设施发现的。今天发表在《自然天文学》上的研究结果表明,它很可能来自一个超大质量黑洞以接近光速的速度喷射出来的物质喷流。

 

包括麻省理工学院和伯明翰大学的研究人员在内的研究团队认为,喷射物是一个黑洞突然开始吞噬附近的一颗恒星的产物,在这个过程中释放出巨大的能量。他们的发现可能会为超大质量黑洞如何觅食和生长提供新的线索。

 

天文学家已经观察到其他类似的“潮汐破坏事件”(TDEs),即经过的恒星被黑洞的潮汐力撕裂。然而,AT 2022cmc比迄今为止发现的任何TDE都要亮,也是迄今为止探测到的最远的TDE,距离约85亿光年。

 

该团队使用位于智利的欧洲南方天文台的超大望远镜测量了到AT 2022cmc的距离。

 

伯明翰大学副教授马特·尼克尔博士说:“我们的光谱告诉我们,辐射源很热:大约3万度,这是TDE的典型特征。”但我们也看到了发生这一事件的星系对光的吸收。这些吸收线高度向更红的波长偏移,这告诉我们,这个星系比我们预期的要远得多!”

 

因为AT 2022cmc如此明亮,持续时间如此之长,我们知道一定有什么真正巨大的东西在为它提供能量——一个超大质量的黑洞。


Benjamin Gompertz博士,伯明翰大学物理与天文学院


如此遥远的事件怎么会在我们的天空中显得如此明亮?该团队表示,黑洞的喷流可能直接指向地球,这使得信号看起来比喷流指向其他方向时更亮。这种效果是“多普勒增强”,类似于经过的警报声的放大。

 

AT 2022cmc是迄今探测到的第四个多普勒增强TDE,也是自2011年以来观测到的第一个这样的事件。这也是利用光学巡天发现的第一个增强的TDE。随着未来几年功能更强大的望远镜的启动,它们将揭示更多的tde,这可以揭示超大质量黑洞是如何成长的,以及如何塑造它们周围的星系。

 

在AT 2022cmc的初步发现之后,该团队利用国际空间站上运行的x射线望远镜——中子星内部成分探测器(nice)聚焦于信号。

该研究的第一作者Dheeraj“DJ”Pasham回忆道:“头三天看起来很正常。”“然后我们用x射线望远镜观察它,我们发现,该源比最强大的伽马射线爆发余辉强100倍。”

 

通常情况下,天空中这种明亮的闪光是伽马射线暴——大质量恒星坍缩时喷出的x射线辐射的极端喷流。

 

伯明翰大学的助理教授Benjamin Gompertz博士领导了伽马射线暴对比分析。“伽玛射线暴是这类事件的常见嫌疑人。他说。

“然而,尽管它们很亮,但一颗坍缩的恒星所能产生的光是有限的。因为AT 2022cmc如此明亮,持续时间如此之长,我们知道一定有什么真正巨大的东西在为它提供能量——一个超大质量的黑洞。”

 

这种极端的x射线活动被认为是由“极端吸积事件”驱动的,当粉碎的恒星落入黑洞时,会产生一个碎片漩涡。事实上,该团队发现AT 2022cmc的x射线光度与之前探测到的三个tde相当,尽管比它们更亮。

 

“它吞噬恒星的速度可能是每年太阳质量的一半,”Pasham估计。“很多这种潮汐破坏发生在早期,我们能够在一开始就捕捉到这一事件,在黑洞开始吞噬恒星的一周内。”

 

合著者Matteo Lucchini补充说:“我们预计未来会有更多这样的tde。”“然后我们也许能说,最终,黑洞是如何发射这些极其强大的喷流的。”

 

格雷厄姆·史密斯博士是伯明翰大学宇宙学的读者,他说:“AT2022cmc的亮度引起了人们的兴奋,因为它可能是引力透镜,这是第一次发现引力透镜TDE,虽然我们已经排除了对这个特定天体的这种令人兴奋的解释,但我们期待着在即将到来的维拉·c·鲁宾天文台有更多这样的发现。”

 

对这篇论文有贡献的其他伯明翰科学家有萨曼莎·奥茨博士、艾莎·阿默尔博士、埃文·雷德利博士和鑫悦·盛博士。

 

注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。

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