天文學家目睹了黑洞的能量激活

由伯明翰大學、倫敦大學學院和貝爾法斯特國王大學的研究人員領導的天文學家團隊發現了有史以來觀察到的最引人注目的黑洞“開關”之一。 他們將於 4 月 日星期二公佈結果，地址： 全國天文會議 2023 年在卡迪夫。

J221951-484240，稱為 J221951，是有史以來記錄到的最亮的瞬變之一，即在短時間內改變亮度的天體物理物體。 它是由伯明翰大學天文學家薩曼莎·奧茨博士和她的團隊於 2019 年 221951 月在尋找引力波中的電磁光時發現的。 研究小組使用尼爾·傑雷爾斯·斯威夫特天文台上的紫外線和光學望遠鏡來尋找千新星，這是中子星與另一顆中子星或黑洞合併的特徵。 通常，千新星看起來是藍色的，然後在幾天內褪色並變成紅色。 相反，他們發現了更不尋常的東西：J。 它看起來是藍色的，但它的變色或褪色速度沒有千新星那麼快。

使用了多台望遠鏡來觀測 J221951 並確定其性質，包括 NASA 的 Swift/UVOT 和哈勃太空望遠鏡、南非大型望遠鏡以及 ESO 儀器，例如甚大望遠鏡和 MPG/ESO 2,2 米望遠鏡上的 GROND 儀器位於拉西拉天文台。

哈勃太空望遠鏡獲得的J221951的光譜排除了J221951的引力波聯繫。 通過研究 J221951 的光譜，Oates 博士和她的團隊能夠確定該源距離大約 10 億光年，而檢測到的引力波信號距離不到 0,5 億光年。 事實上，它在如此遠的距離上如此明亮地發光，使得 J221951 成為迄今為止發現的最亮的瞬變之一。

有證據表明，J221951 是由超大質量黑洞快速吸收周圍物質而形成的。 在發現之前，在J221951處觀察到了一個紅色星系，而J221951的位置與星系中心一致，那裡自然應該存在一個大質量黑洞。 它開始非常突然地發光——大約在它第一次被發現之前10個月——這意味著黑洞在安靜了一段時間後開始快速進食。 紫外光譜顯示的吸收特徵與材料因巨大能量釋放而向外推出一致。 再加上高亮度，使其成為有史以來觀察到的最引人注目的黑洞“開啟”之一。

研究小組發現了兩種可能的機制可以解釋超大質量黑洞的如此極端的供給。 首先，它可能是由潮汐擾動引起的——當恆星靠近星系中心的超大質量黑洞時，恆星被毀滅。 第二種選擇是，它可能是由活躍的銀河核引起的，該核從休眠狀態“改變了狀態”為活躍狀態。 然後，J221951 將發出信號，表明主星系中心的休眠黑洞已開始以吸積盤中的物質為食。

貝爾法斯特國王大學的團隊成員馬特·尼科爾博士說：“近年來，由於發現了星暴和亮度變化極大的黑洞吸積，我們對超大質量黑洞可以做的不同事情的理解已經大大擴展。 ” 他補充道：“J221951 是令我們驚訝的黑洞最極端的例子之一。 對 J221951 的進一步觀察以確定總能量釋放可能使我們能夠確定這是否是快速旋轉黑洞對恆星的潮汐吸收或一種新的活動星系核開啟。”

N. Paul Quinn 博士，空間科學實驗室的另一位團隊成員。 倫敦大學學院的馬拉德說：“關鍵發現是哈勃獲得的紫外線光譜排除了銀河繫起源。 這表明未來保持天基紫外光譜儀的能力是多麼重要。”

薩曼莎·奧茨博士補充道：“未來，我們或許能夠獲得重要線索，以區分潮汐擾動事件和活躍的銀河系核心場景。 例如，如果 J221951 與超新星開啟相關，我們可能預計它會停止褪色並重新增加亮度，而如果 J221951 是潮汐擾動，我們預計它會繼續褪色。 我們需要在接下來的幾個月和幾年裡繼續觀察 J221951，以捕捉它的晚期行為。”

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