近期,天文學家首次觀測了黑洞在遠離星系中心的位置撕裂恆星,並產生有史以來最明亮的無線電訊號。該發現不僅顛覆現有認知,表明超大質量黑洞可以在星系外圍存在並保持活躍,更重塑人們對黑洞位置分布及其演化方式的理解。

由加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)、耶路撒冷希伯來大學(The Hebrew University of Jerusalem)與歐洲等機構的科學家合作組成的團隊,首次觀測到星系中心區域之外的黑洞撕裂恆星。這項研究結果於10月13日發表在《天文物理學雜誌快報》期刊上。

該研究團隊透過世界上幾台頂級電波望遠鏡,在一個遠離星系核心約2,600光年的區域,探測到與黑洞撕裂併吞噬恆星相關的明亮無線電訊號。

這項觀測結果顛覆了傳統天文學認識,傳統天文學認為超大質量黑洞,主要存在於星系的中心位置。該項新發現有力地證明了,超大質量黑洞可能存在於令人驚訝且以前被忽視的位置,並為未來探索「流浪黑洞」或「反衝黑洞」提供了新的關鍵線索。

「流浪黑洞」(Runaway Black Hole),是指不位於任何星系內、獨自在宇宙空間漂流的獨立黑洞。「反衝黑洞」(Recoiling Black Hole),是指兩個不同量級的黑洞在合併或吸收過程中,由於強烈不對稱引力波輻射,使其中一方以極高速度位移,並遠離原先位置。

研究團隊將黑洞吞噬恆星產生的明亮無線電訊號事件,稱為「潮汐破壞事件」(TDE),並將此次事件命名為「AT 2024tvd」。科學家解釋,當一顆恆星過於靠近一個巨大的黑洞,並被其巨大的引力拉開時,就會發生潮汐破壞事件。

他們觀測到的數據顯示,「AT 2024tvd」出現兩次不同「電波耀斑」(Radio Flare)的演化速度,比以往觀測到的任何潮汐破壞事件都要快。第一次電波耀斑訊號是88天到131天之間,先是快速增強再快速衰減;第二次電波耀斑則在194天左右出現,增強速度更是達到歷史新高,隨後也出現快速衰減。

「電波耀斑」是指活動的恆星或星系核,在電波波段的亮度短暫突發增加,通常持續時間只有數秒到數小時不等。這種現象通常與劇烈的物理過程有關,例如恆星自身活動、活動星系核(超大質量黑洞附近的恆星吸積盤或噴流),或受到其它天體(脈衝星、X射線雙星)影響。

研究人員根據該數據推測,恆星被黑洞撕裂後,黑洞附近並未立即釋放大量的物質,而是在延遲數月後才噴發,顯示恆星毀滅之後存在延遲且複雜的過程。

他們用模型分析表明,可能至少發生了兩次獨立的噴射事件,且之間間隔數個月。這清楚地表明,黑洞可以在一段時間內沉寂,但之後又「重新甦醒」與開始活躍。

研究人員表示,這項不同尋常的發現揭示了超大質量黑洞,可以在遠離星系中心的地方存在並保持活躍。這些延遲爆發的強烈電波,也為理解黑洞如何長時間釋放物質提供了全新的視角。未來將繼續監測「AT 2024tvd」的電波發射,以便更好地了解和解開黑洞的未解之謎。

以色列耶路撒冷希伯來大學物理教授Assaf Horesh對該校的新聞室表示,「這是我參與過最令人著迷的發現之一。這項研究由我以前的學生Itai領導,也是一項科學成就。」

該研究的主要作者、加州大學柏克萊分校天文系博士Itai Sfaradi則表示,「我們從未見過黑洞撕裂恆星,並遠離星系中心,還能發出如此明亮的電波輻射,且演化速度如此之快。這些發現改變了我們對黑洞現有的認識,並有更多的了解。」#

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