天文学家首次检测到连续打了两个‘饱嗝’的黑洞

天文学家首次检测到连续打了两个‘饱嗝’的黑洞

黑洞并不仅仅满足于榨干它们周围的空间。最终当无物可以吞噬的时候，他们会安静下来，耐心地等待，直到有星际物质经过他们的身边。

然后，他们就像是苏醒过来的冬眠巨兽，开始进食，同时喷射出大量的粒子射线。现在，我们的科学家们检测到了这些射线，而且不是一次，而是两次——这是天文学界前所未有的壮举。

最近10万年里的两次射线爆发表明，超大质量黑洞存在冬眠期和活跃期两种交替循环的状态。

当然，它实际上并非像我们所用的形容文字那样具有动物性，因为黑洞不是活的或者有意识的东西，但是对于黑洞吞噬物质的方式来说，这却是一个贴切的比喻。

我们每个人都听说过，黑洞因为自身超绝的质量，宇宙中没有任何物质可以逃脱它的引力，即便是光线也不行。但真正奇妙的是，它们吃东西的时候，并不会真的吃干抹净，渣滓不剩。

当它们拉扯吞咽气态物质或恒星行星时，会从接近事件视界的地方发射出强大的高能粒子喷流，但只会在视界外，不会超越视界。

科罗拉多大学博尔德分校的一位天文学家、研究人员Julie Comerford表示：“黑洞是贪婪的老饕，事实证明他们也没有良好的餐桌礼仪。我们知道有很多例子表明，黑洞在吃掉其他天体的时候会打嗝，但是现在我们发现了一个拥有超大质量黑洞的星系，而这个黑洞并非打了一个饱嗝，而是两个。”

被发现的黑洞就像位于星系中心的超大型怪兽，科学家将其称为SDSS J1354 + 1327或简称J1354。它距离地球大约8亿光年，据钱德拉的观测数据显示，因为X射线喷流，它成为深空背景中一个非常明亮的点——比我们太阳的射线规模大数百万乃至数十亿倍。

研究人员将钱德拉X射线天文台的X射线数据与哈勃太空望远镜的可见光成像照片进行了重叠比较，发现黑洞的周围有一层厚厚的星际尘埃和气体物质。

Comerford说：“我们看到的这只怪兽在饱餐一顿后打了个饱嗝，然后昏昏欲睡开始打盹，几万年后醒来再次胡吃海塞，并且又打了个嗝——至少按照现有的理论，我们可以得到这幅物理图景。幸运的是，我们恰好在望远镜转向这个星系的时候，清楚地记录下黑洞活动的证据。”

证据就是黑洞附近气体中的两个气泡——一个在黑洞之上、一个在黑洞之下；它们就像是黑洞进食后的残渣。科学家能够判断出两个泡泡形成于不同的时间。

下方的泡泡已经从星系中心向外扩张了3万光年，而上方的泡泡从星系中心处扩张了3000光年。它们被称为费米气泡Fermi bubbles——星系中的物质落向黑洞时会开始旋转，就像浴缸中的水流旋转流走的样子。由炙热气体和尘埃组成的漩涡会产生很强的磁场，向外喷射由高能辐射和高能宇宙射线粒子组成的喷流，从而产生类似的“气泡”结构。

从这些气泡的扩张速度来看，天文学家能够粗略地推算出两次吞噬事件间隔了不到10万年的时间。

那么到底黑洞吃了什么导致它史诗般地消化不良呢？另一个星系。由于两者之间的碰撞，J1354和气态星云物质相互连接在一起。就像拔河一样，最终将第二个星系的物质旋转拉扯向黑洞，一点点被蚕食。

博士生Rebecca Nevin说：“这个星系确实打了我们一个措手不及。我们能够证明星系北部的气泡与冲击波的前缘是一致的，南方的气泡与黑洞中早期的喷流物质相一致。”

我们银河系中央也有一个由射手座A *(中心处的黑洞)摄食事件所导致的费米泡。而且，如同J1354黑洞的节律：进食、睡觉，然后再次进食，天文学家相信射手座A *也会再次醒来开始大吃特吃。

这项研究在美国天文学会第231次会议上发布，并且已经发表在《天体物理学期刊》Astrophysical Journal。

本文译自 sciencealert，由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

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