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银河系中心黑洞突然变亮!科学家紧急会商原因
媛媛育儿经
2025-06-05 06:59:03

在一个寂静的夜晚,城市的灯光如繁星般闪烁,然而,在这繁华景象的背后,宇宙正悄然上演着一场震撼的奇观。正如康德所言:“有两样东西永远是光辉灿烂的,一个是头顶的星空,一个是我们内心的道德法则。” 当我们仰望星空,那深邃的宇宙中隐藏着无数的奥秘,而银河系中心黑洞的突然变亮,无疑像一颗重磅炸弹,在科学界激起千层浪,科学家们紧急会商,试图揭开这背后的神秘面纱。

银河系,这个包含着数千亿颗恒星、行星、星云以及各种神秘天体的庞大星系,其中心一直是天文学家们关注的焦点。那里,存在着一个质量巨大的黑洞 —— 人马座 A*,它的质量约为太阳的 460 万倍,犹如一个无形的巨兽,主宰着银河系中心区域的物质运动和能量释放。长期以来,人马座 A * 一直处于相对平静的状态,它悄无声息地吞噬着周围的物质,发出的辐射也较为稳定。但近日,它却突然打破了这份宁静,亮度急剧增加,成为了整个银河系中最为耀眼的存在。

这一惊人的发现,源于美国加州大学洛杉矶分校的天文学家利用夏威夷的凯克天文望远镜进行的观测。在一次常规的观测任务中,天文学家们惊讶地发现,人马座 A * 的亮度在短短两个小时内,突然飙升至正常情况下的 75 倍,其变化幅度之大,远远超出了以往的观测记录。这一异常现象迅速引起了科学界的高度关注,世界各地的科学家们纷纷放下手中的工作,紧急展开会商,试图找出导致黑洞变亮的原因。

对于黑洞,我们并不陌生。爱因斯坦的广义相对论为我们揭示了黑洞的奥秘,它是一种引力极其强大的天体,连光都无法逃脱它的束缚。在经典的广义相对论中,黑洞是真正意义上的黑色,没有任何东西能从黑洞中逃逸。但史蒂芬・霍金的研究表明,黑洞实际上会发出具有确定温度的辐射,即 “霍金辐射”。根据海森堡不确定原理,在真空中会瞬间凭空且自然地产生许多粒子 — 反粒子(虚粒子)对,其中一个负能粒子被吸进黑洞,另一个正能粒子从黑洞中逃逸。逃逸的粒子获得能量,逃到宇宙无限远的地方,外界看就像黑洞发射粒子一样。“霍金辐射” 能够让黑洞失去质量,当黑洞损失的质量比增加的质量多的时候就会造成坍缩,最终消失。不过,对于天体物理学尺度的黑洞而言,它们的 “霍金辐射” 相比宇宙微波背景辐射来说,是微不足道的。中科院国家天文台研究员苟利军明确表示:“天文学家这一次观测到的黑洞耀发,只能与黑洞周围的吸积盘有关。”

那么,究竟是什么原因导致了人马座 A的突然变亮呢?科学家们提出了多种猜测。一种观点认为,可能是某个运动至人马座 A黑洞近心点的恒星外部气体被黑洞的潮汐力剥落,从而导致部分气体在短时间内被黑洞吞噬吸积产生大量的辐射,致使人马座 A的光度急剧增加。在银河系中心,有一些绕着人马座 A运转的恒星,统称为 “S 星”。论文第一作者美国加州大学洛杉矶分校天文学家图安道(Tuan Do)表示:“最初,我们以为观测到的是‘S 星’中的 S2,因为我们从来没有见过人马座 A发出如此巨大的光亮。” 但接下来的观测显示,这次光变有反复不定的特征,并非来自 S2 星,天文学家因此断定它发生于黑洞人马座 A。2018 年中旬,S2 正好在距离人马座 A * 最近的位置,两者仅仅相距 17 光时。然而,S2 没有大到能产生这么巨大的破坏力,所以这一猜测还需要更多的证据来支持。



另一种可能的原因是,运动至人马座 A黑洞近心点的气体云块被部分吸积导致黑洞光度急剧增加。氢气体云 G2 可能扮演这样的角色。2002 年,天文学家观测到 G2 在接近银河系的中心。2012 年一篇发表在《自然》上的研究指出,G2 可能正向人马座 A的吸积盘移动。G2 的质量约为地球 3 倍,温度约为 9726℃。曾经,科学家就怀疑 G2 被卷进黑洞然后释放出巨大的光芒,不过这种情况并未发生过。此次黑洞的突然变亮,是否与 G2 有关,还有待进一步的观测和研究。

还有一种猜测认为,人马座 A黑洞周围吸积流中的气体非均匀分布,其中某个团块气体被吸积,从而造成黑洞亮度增加。在这三种解释中,黑洞的红外耀发都是因为黑洞吞噬气体量突然急剧增加而造成的。黑洞吸积气体物质才会产生辐射,吸积物质越多辐射越强,就有可能导致人马座 A的突然变亮。

也有天文学家认为,这可能是物质流入人马座 A黑洞导致的自然结果。如果是这个原因,就意味着天文学家们可能需要更新此前用以解释人马座 A变化的统计模型。此前有人猜测,这次黑洞耀发可能是黑洞本身大爆发造成的。对此,中科院国家天文台研究员陆由俊表示否定:“银河中心黑洞的质量约为 460 万个太阳质量。而根据目前的理论,这样的超大黑洞本身温度极低,不可能自己爆发。”

此次银河系中心黑洞的突然变亮,不仅让我们对黑洞的演化和行为有了新的认识,也为我们研究宇宙的奥秘提供了新的契机。正如科学家们所说,科学的进步往往源于对未知现象的不断探索和研究。这次事件产生的辐射远低于太阳的辐射,对地球不会造成任何影响和破坏。但它对银河系核心区的星际介质可能会造成一定影响,比如导致这些介质外流的加剧。“如果黑洞附近的物质外流加剧意味着黑洞吸积物质的原料减少,可能会导致未来的光度降低。”

在得到更多观测数据后,天文学家可以通过查看光谱、光变曲线等推断出导致这次事件的真正原因。未来,科学家们将继续利用先进的天文观测设备,如事件视界望远镜(EHT)、斯皮策望远镜、雨燕卫星、凯克望远镜以及 ALMA 望远镜等,对银河系中心黑洞进行更深入的观测和研究。相信在不久的将来,我们一定能够揭开这一神秘现象的面纱,更加深入地了解宇宙的奥秘。这场关于银河系中心黑洞变亮原因的探索之旅,才刚刚开始,让我们拭目以待,见证科学的力量如何一步步解开宇宙的谜团。
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