黑洞还能变暗？这个联星系告诉你，是的！

——什么抹暗了GRS 1915+105联星系的光芒？

GRS 1951+105 又标号“天鹰座V1487”的x射线双联星系统，由位于天鹰座的一颗恒星与一颗黑洞组成，该黑洞为目前银河系已知的第二重黑洞，约10-18个太阳质量。

（图源布莱恩•克里斯滕森/斯托克揣影像平台）

大概自2018年起，天空中最亮之一的X射线光源开始暗淡，并且科学家们仍不清楚原因。

距离地球36000光年之外的GRS 1915+105 双联星系同时包含一颗常规恒星和银河系中第二重的黑洞，这颗黑洞本应创造会发光的神秘生命体。它约有10到18颗太阳质量，仅次于位于银河中心的超巨型黑洞人马座A*。由于以它的恒星搭档为能源，GRS1959+105黑洞周边通常闪耀着高强度的X射线光芒。由于物质们环绕在这个“宇宙下水口”周围，物质之中的微粒在坠入黑暗的黑洞中心之前彼此摩擦来产生能量。那些旋转物质就是黑洞的吸积盘。由于黑洞这个饕餮不断地吞食养料，吸积盘会发出X射线光。

但研究者们在2018年7月惊讶地观察到了一个变化：GRS 1915+105 联星系的光芒开始暗淡。之后的2019年开年光芒甚至更暗淡了，且任何人都没有在此前观测到类似的现象。

所以究竟发生了什么？

“我们提议这种状态应被定义为‘遮蔽态’。”在给arXiv数据库的文章里研究者如此写道，这篇发表的文章还未被同行评议过。

也就是说，有什么东西来到了光源和监控对象的高速X射线望远镜之间，从而遮蔽了望远镜的视野。

其实黑洞视界周围的亮域仍发射出大量的光线。这个亮域有时被天文学家们称作“引擎”，同时它也是内坠物质吸引形成的一个更大的“吸积盘”。但是X射线光并不通过跟从前一样的方式到达地球。

“这个遮蔽几何”——遮挡光线的该结构具体是什么—“其实很难分辨。”该研究的一作作者马尤拉•芭拉克里斯南（Mayura Balakrishnan）如此说道，她是密歇根大学的一名天文专业研究生。

现存的望远镜都无法呈现出遥远星系的细节，所以芭拉克里斯南和她的共同作者不得不从18年到19年夜以继日地推算GRS 1915+105其光线如何发生了变化。

其实与大型恒星搭档的黑洞会有时会因为同伴的星云可以将一些气体云推到它们的光前面而黯淡。

“但在GRS 1959+105这种情况，”芭拉克里斯南告诉《生命科学》（Live Science），“同伴恒星质量很低，并且它没有产生可观测遮蔽气体的大量星风。”

研究者们最终总结其原因为“弥散在中央引擎和吸积盘那儿的大量气体结构遮挡了其发出的光芒。”

换句话说，遮挡光源的更像是吸积盘自己内部的东西。

那个遮蔽物具体是什么现仍是个谜。而且由于GRS 1915+105的X射线引擎共形于遥远星系中央驱动着许多超巨型黑洞的引擎模型，它对天文学家还是个很有趣的议题。两个模型的不同之处在于超巨型黑洞们的燃料来源于它们星系核心的物质云。因此了解GRS 1915+105的“吞星洞”发生了什么将对理解宇宙中最重的物体发生什么立上一盏启明灯。

相关知识

黑洞（英语：black hole）是时空展现出极端强大的引力，以致于所有粒子、甚至光这样的电磁辐射都不能逃逸的区域[6]。广义相对论预测，足够紧密的质量可以扭曲时空，形成黑洞[7][8]；不可能从该区域逃离的边界称为事件视界（英语：event horizon）。虽然，事件视界对穿越它的物体的命运和情况有巨大影响，但对该地区的观测似乎未能探测到任何特征[9]。在许多方面，黑洞就像一个理想的黑体，它不反光[10][11]。此外，弯曲时空中的量子场论预测，事件视界发出的霍金辐射，如同黑体的光谱一样，可以用来测量与质量反比的温度。在恒星质量的黑洞，这种温度往往在数十亿分之一K，因此基本上无法观测。

最早在18世纪，约翰·米歇尔和皮耶-西蒙·拉普拉斯就考虑过引力场强大到光线都无法逃逸的物体[12]。1916年，卡尔·史瓦西发现了第一个能用来表征黑洞的广义相对论精确解（也就是史瓦西黑洞），然而大卫·芬克尔斯坦在1958年才首次发表史瓦西解做为一个无法逃脱空间区域的解释。长期以来，黑洞一直被认为仅仅来自数学上的好奇。在20世纪60年代，理论工作显示这是广义相对论的一般预测。约瑟琳·贝尔·伯奈尔在1967年发现中子星，激发了人们引力坍缩形成的致密天体可能是天体物理中的实体的兴趣。

BY: Rafi Letzter

FY: 胡桐祎

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