39億光年外恒星墜入超大黑洞發出震盪信號

2012/8/19   (6820)   原稿來源: http://tw.myblog.yahoo.com/jw!

據國外媒體報導，近日天體物理學家們首次探測到一顆恒星在墜入一個超大品質黑洞之前發出的最後「死亡尖叫」。

這個黑洞原本已經處 于休眠狀態，但似乎已經復活。這個研究組由美國密歇根大學的科學家們領銜，他們使用在軌運行的日本「朱雀」X射線空間望遠鏡和歐洲空間局XMM-牛頓X射 線空間望遠鏡對這一事件進行了觀測。這些空間設備捕獲了來自一個39億光年外遙遠星系的半規則光信號峰值。

這些峰值信號的正式名稱為「准週期振盪」，以200秒為週期準確穩定地運行，但偶爾卻會消失。這種信號一般是在較小型黑洞上會出現，科學家們認為這是周遭物質被吸入黑洞前產生的信號。

魯本斯·瑞斯(Rubens Reis)是一位密歇根大學的愛因斯坦獎金獲得者，也是本周發表在《科學快報》上有關這項工作的論文第一作者。



他說：「在黑洞吞噬恒星的過程中，在黑洞強 大引力下碎裂的恒星物質會在黑洞周圍形成一圈物質吸積盤。這個吸積盤溫度不斷上升，在此過程中發出輻射，此時我們就能子啊距離黑洞本體非常近的距離上觀察 到X射線波段的輻射信號。隨著這些物質繼續向著黑洞中下墜，就會發出半規則的信號，也就是此次我們所探測到的信號。」

喬·米勒(Jon Miller)是密歇根大學的天文學教授，也是這篇論文的合著者，他說：「如果你願意，你可以將它想像為恒星死前的最後尖叫。」

之所以研究人員將這一信號類比為尖叫聲，是因為它會在一個特徵的頻率上重複，科學家們描述稱它有點像是一種超低音的D調。

去年，天文學家們得以借助美國宇航局的雨燕伽馬射線暴望遠鏡「看到」了這一事件，但是他們在當時還並未探測到這種半週期性振盪信號。

在此之前， 這種震盪並不罕見，科學家們已經在銀河系內部的恒星級黑洞案例中記錄到這樣的震盪信號，所謂的恒星級黑洞是指那些品質不超過10倍太陽品質的黑洞。除此之 外科學家們還在附近的活動星系核位置上的超大品質黑洞附近監測到這種現象。

而此次發現的意義就在於，科學家們此前還從未探測到過來自一個原本已經沉寂下來但卻再次復蘇的星系核的信號，也從未在如此遙遠的距離上探測到這 樣的信號。

米勒說：「我們的發現開啟了一扇大門，讓我們得以對在遙遠距離上圍繞距離黑洞非常近的軌道進行研究，這或許將讓我們有機會研究廣義相對論在極端 環境下的表現。」

對於瑞斯而言，這一發現則證明了黑洞物理學的普適性。他說：「這一發現告訴我們，我們此前在僅為10倍太陽品質的恒星級黑洞上所觀察到的現象， 同樣存在於品質為太陽數百萬倍的超大品質黑洞身上，甚至在那些原本已經沉寂休眠的黑洞身上也是如此。這證明了物理學的普適性，我認為這非常優美。 」

研究人員在日本的「朱雀」和歐洲的「牛頓」X射線望遠鏡資料中都觀察到了這種半週期震盪信號。

為了確認這一信號不是噪音，他們創建了這個信號的 功率譜，簡單說也就是創建瞭望遠鏡設備所接收到來自目標的光子數量和時間之間的函數關係。

這種方法將可以説明鑒別出一般情況下難以辨別的微小信號起伏。功 率譜的結果證實了信號中半週期振盪的存在。

而這一事件最初則是由美國宇航局的雨燕望遠鏡首先發現的。他們撰寫的介紹他們工作的論文名為《休眠黑洞引潮力撕 裂恒星引發的200秒准週期振盪》。該項工作的所需金由美國宇航局提供。