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[ASWEB]3衛星觀測到恆星瀕死的陣痛週期

2012/08/21 | |

總共動員了3支觀測衛星-天文學家認為,他們已經看到了一個垂死恆星在被黑洞生吞活吃時所發出的陣陣X射線閃光。難得的訊號可能有助於我們釐清一件事:在銀河系的小黑洞和遙遠宇宙的超大黑洞之間,兩者相似嗎?有什麼關聯嗎?

2011年時,受害的恆星首次被Swift號發現。Swift這座衛星觀測站當初設計就是為了要用來搜尋伽瑪射線暴(伽瑪射線又稱為γ射線,是高能的光子)。當時,Swift號偵測到了一些來自某遙遠星系的信號,它持續出現,時間超過了一個月以上,最後從視線中漸漸消失。隨後的分析表明,γ射線源可能由一顆正在被黑洞撕裂成碎片的恆星發出,該顆黑洞對天文學家而言,是前所未知的,如果沒有這顆路過恆星被它近距離吞吃掉的明亮X射線事件的話。

密西根大學安娜堡分校有一支研究團隊表示,他們就是這顆恆星發出最後幾次閃光的見證人,該團隊由Rubens Reis領軍。這群天文學家隨後繼續分析了朱雀(Suzaku)X射線天文衛星和XMM-牛頓X射線觀測衛星取得的資料,兩座衛星分別是由日本與美國合作建造、以及由歐洲太空總署(ESA)發射。

研究人員在兩組資料中都發現了相同的現象:X射線強度每200秒起伏一次,形成準週期振盪。該小組認為該振盪是從恆星的最末端發出的,是它們被吸進黑洞前最後留下的軌道痕跡。該研究結果論文刊登在Science期刊。

這篇論文的作者Reis認為,這200秒的信號能透露一些關於物質繞行在黑洞周圍軌道上的,很基本的一些事情。

按愛因斯坦的廣義相對論基礎,物質被黑洞吞下前,以穩定軌道繞行黑洞,是有一個最小距離存在的。Reis小組的計算顯示,恆星遺骸距離「事件視界」很可能只有100萬公里,進入這個叫作「事件視界」的表面,就沒有什麼物質可以逃出黑洞的魔掌了,甚至連光也逃不出來。

Reis還說,「這一點點信號就是物質被吸入事件視界、被完全湮滅前,我們最後還能夠偵測得到的一點點蛛絲馬跡。」該小組還用這訊號算出了這顆陌生黑洞的質量:大約是介於太陽質量的50萬至500萬倍間。

我們銀河系本身也有些質量較小的黑洞,在那些小黑洞附近也曾經發現過類似的振盪訊號,但這次是第一次從那麼遠的一個大黑洞發現到一個週期性的振盪訊號。天文學者可以藉著研究這種振盪模式來更多認識一些距離我們很遙遠的大黑洞。結果可能可以檢驗出:大型黑洞的行為模式和小黑洞是否類似。許多理論學者都相信,大小黑洞的行為模式應該是類似的。

英國萊斯特大學的天文學家Simon Vaughan表示,他對於「原始訊號源應該非常靠近黑洞」的這個主張並無異議,但是,他補充說,「對於結果我寧願謹慎以對。」來自距離那麼遙遠的黑洞的光,微弱而閃爍,導致信號帶有很大雜訊。研究人員有可能是看到了盤旋在宇宙排水口周圍的一滴什麼物質,但也有可能是測量統計上的閃失。總而言之,「這最終結果還不夠令我完全信服,我也不敢以一大筆財富擔保它是對的。」不過,未來幾年如果又發現類似訊號,那可沒話說了。

相對於驗證已獲初步結果的Reis團隊,乘勝當然繼續追擊!(Lauren譯)

資料來源:Satellites watch stellar death throes. Nature News [02 August 2012]

轉載自 網路天文館

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