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黑洞驱动的喷射流发出神秘讯号!

2016-3-2 未解之谜网

天文学家发现一个看起来像是有规律的讯号,来自于被称为1553+113耀类星体(blazar)。

画家的概念,显示出一个超大质量黑洞射出一束电浆喷射流,笔直朝向地球。然而,在望远镜看来,这个物体(通常)看起来像是一个随机闪烁的光点。NASA / JPL-Caltech

观察blazar,有一点点像是站在相对的瀑布之下。向上看:眼前闪烁的光点是一个从超大质量黑洞射出的强而有力的电浆喷射流由正面看的话。

巨大电浆中自由飞行的电子,在磁场周围以几近光速的速度快速旋转,而且它们的辐射遍及电磁光谱,经常淹没其他形式的辐射。当紊乱、电浆突然大量涌进,或是某些其他的力彻底搅拌着喷射流时,我们甚至可以看到突然的爆发。

但是当Markus Ackermann(德国电子加速器研究所,DESY)和同事钻研费米伽玛射线太空望远镜(Fermi Gamma-Ray Space Telescope) 将近七年所收集的数据,他们看到了某些完全出乎意料中的东西,一个有规律的讯号来自一个blazar。从PG 1553+113来的伽玛射线,似乎约略每2.2年变亮,至今捕获了三次完整的周期。

此外,其他的波长似乎对这个周期产生回响。受到发现伽玛射线的激励之下,Ackermann的研究小组从blazar监督活动中,找到无线电波和光的量测方法,两种波长显示出相同周期讯号的迹象。研究小组也观看多年来从Swift和Rossi X射线时域探索器(Swift and Rossi X-ray Timing Explorer)太空船所收集到的X射线数据,但是没有足够的数据指向一个合适的分析。

研究结果刊登在11月10日的天文期刊通讯

伽玛射线脉冲

如果这个讯号是真的,它一定来自于黑洞驱动的喷射流,以及作者探索的一些解释。

这个光曲线显示blazar PG 1553+113的亮度如何对超过一亿电子伏特能量的伽玛射线变化。这个标绘图包含了从2008年8月4日到2015年7月19日的数据,展示出三个明显有规律二年周期的完整周期。M. Ackermann & others / Astrophysics Journal Letters

举例来说,喷射流可能正在按岁差前进或旋转,每两年左右清扫它通过地球的波束。或者可能是一个强大的磁场,阻塞气体流朝向黑洞,产生不稳定,然后有规律地氾滥带有物质的喷射流。最迷人的预期是有另一个超大质量黑洞在系统里,它的存在影响气体流和喷射流组合。

尽管在这一点上,作者承认他们没有足够的数据在这些可能性之间做区别,未来的监视可能会补救。

保持观察

Alan Marscher (波士顿大学),没有涉入这项研究的blazar专家说:"关于仅仅以二到三个周期作为依据的周期性主张,我总是怀疑的。" 他补充道:"甚至完整的随机过程,能够在短期时间内,产生明显有规律的讯号。"

这些光曲线,比较blazar如何在X射线(图上方)、可见光(图中间)和无线电波(图下方)变化。虽然没有足够的X射线来追踪在伽玛射线所看到的规律变化,可见光和无线电波数据似乎对伽玛射线周期产生回响,显示于图中间的虚线。M. Ackermann & others / Astrophysics Journal Letters

关于数据的限制,Ackermann的研究小组是坦率的。毕竟已经知道blazar是随机在闪耀,以及由于可疑的周期长度,迄今只有三个完整周期被捕获。作者推估一些程度上的可能性,这讯号的确是随机闪耀的一个机会组合。

还有,讯号在遍及无线电波、可见光和伽玛射线频段被观察到的事实,强化了这个例子。Marscher提到:"看见这样遍及在不同波段、有良好相互关联的波动,不是像所期待的简单模型一样普遍的。"

“值得去持续关注这个物体。"

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