发现奇特的微类星体与气体云,相距上百光年却“同步共鸣”

宇宙中彼此距离100光年的一团气体云与一个黑洞,两者应该是陌路人,现在科学家却眼尖地发现它们正在“共鸣”,产生相同节奏的脉动。

距离地球15,000光年处,有个名为SS 433的食双星系统,同时也是著名的微类星体(Microquasar)──类星体的缩小版本,公用点为强烈且多变的无线电波喷流(radio jet)、以及围绕黑洞旋转的吸积盘(accretion disk),主要差别在于类星体的黑洞质量很大,通常为太阳质量数百万倍,而微类星体的黑洞质量一般约太阳质量数倍。

在SS 433这个特殊系统中,便是一个质量约太阳10~20倍的黑洞、与一个质量约太阳30倍的超大恒星相互绕旋,轨道周期13天。

我们知道物质在落入黑洞之前会积聚在周围形成高速旋转的吸积盘,就像浴室排水孔上方的水流,但同时也会有两道喷流自吸积盘两侧高速射出,根据过去研究观测,SS 433的相对论性喷流速度达到光速的0.23倍。

此外,黑洞吸积盘并未精确对准黑道轨道平面,而是像陀螺一样摇摆,因此喷流也不是一条笔直的直线,而是呈螺旋状喷入太空。

根据观察,SS 433黑洞喷流的进动时间约162天,但根据一篇由德国电子加速器(Deutsches Elektronen-Synchrotron)科学家Jian Li领导的新研究,令天文学家惊叹的是,距离SS 433约100光年处有团气体云“费米J1913 + 0515”,天文学家测得它的伽马射线脉冲信号居然与SS 433黑洞喷流的进动同步;或者说,两者遵循着相同的节奏脉动。

研究人员认为,黑洞可能通过某种方式为气体云提供动力,但过程如何进行的我们不清楚,目前有个推论指出,也许是黑洞喷流末端产生的高速质子(氢原子核)引起了伽马射线排放、并形成类似心跳的周期性脉冲。

由于科学家第一次得到这种观察结果,以前的理论模型无法预料,还需要进一步理解相距遥远的两者如何连接在一起。新论文发布在《自然》(Nature)期刊。

(首图来源:德国电子加速器)