https://technews.tw/2019/08/15/supermassive-black-hole-s2-star-sgr-a-keck-observatory-telescope/銀河系中心的超大質量黑洞稱為「人馬座 A *」,質量約太陽 460 萬倍,然而和其他超大質量黑洞相比,人馬座 A * 實在稱不上活躍,它大部分時間都很安靜低調,亮度波動很小。
今年 5 月,加州大學洛杉磯分校天文學家 Tuan Do 團隊使用凱克天文台的凱克望遠鏡,對準人馬座 A * 觀察 4 個晚上,忽然在 5 月 13 日發現黑洞異常增亮,其發出的紅外光亮度在 2 小時內增加了 75 倍。研究人員將短短 2 小時的增亮影像再濃縮成幾秒鐘的 GIF 動畫,如下所示,可以看到中間忽然爆出閃光、隨後又黯淡下去的光點就是黑洞所在地。
Here’s a timelapse of images over 2.5 hr from May from @keckobservatory of the supermassive black hole Sgr A*. The black hole is always variable, but this was the brightest we’ve seen in the infrared so far. It was probably even brighter before we started observing that night! pic.twitter.com/MwXioZ7twV
— Tuan Do (@quantumpenguin) August 11, 2019
注意,黑洞本身不會發出任何現有儀器能檢測到的輻射(理論上只發出霍金輻射),但若有物質被黑洞吸過去變成環繞黑洞的吸積盤,經歷劇烈摩擦就會產生輻射,當天文學家使用紅外/近紅外線光學望遠鏡觀察輻射時,這些輻射就會轉換成刺眼亮光。
研究人員懷疑忽然讓黑洞大亮的嫌疑犯有二,第一是軌道偏心率極大、並且在去年中來到最靠近人馬座 A * 軌道點的 S2 恆星,也許恆星改變了黑洞附近氣流的流向,進而引起這種短暫閃光。然而 S2 恆星的質量又不到很大,不太可能引起如此大規模的破壞。
第二個可能對象則是在黑洞附近徘徊的 G2 氣體雲(氫氣)。這團雲的溫度高達 10,000K,在 2013 年時曾一度極靠近黑洞,大約只有地球與太陽距離的 100 倍,當時天文學家認為 G2 氣體雲很可能被黑洞潮汐力撕裂──但是沒有,所以這團雲仍有可能在近期又靠近黑洞,進而引發一系列事件,包括促成今年 5 月觀測到的黑洞紅外光爆發。
釐清黑洞異常大幅變亮的唯一方法是收集更多數據,除了凱克望遠鏡外,史匹哲太空望遠鏡、錢卓拉 X 射線天文望遠鏡、尼爾·格雷爾斯雨燕天文台(能觀測伽瑪射線暴、X 射線、紫外線以及可見光的天文衛星)、阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)等儀器,也一直關注著銀河系中心的超大質量黑洞。
結合各種波段的觀察結果,也許有助於澄清黑洞為何在一瞬間大亮。新論文預計發表在《天文物理期刊》(Astrophysical Journal Letters)期刊,預印本可以先在《arXiv》網站上閱覽。