在過去的幾年里，一個奇怪的超大質(zhì)量黑洞成為天文學(xué)界的焦點(diǎn)。這一黑洞不僅經(jīng)歷了突如其來的劇烈變化，還展現(xiàn)出前所未有的動態(tài)特性，令天文學(xué)家驚嘆不已。

這顆遙遠(yuǎn)的黑洞編號為1ES 1927+654，質(zhì)量約為100萬個太陽質(zhì)量，位于距離地球2.7億光年的星系中。近日，在美國天文學(xué)會第245屆會議上，一個國際研究團(tuán)隊(duì)宣布他們捕捉到這個黑洞表現(xiàn)出了前所未有的行為。

非同尋常的行為

黑洞周圍的冕是由高能等離子體組成的云，并伴隨強(qiáng)烈的X射線輻射，溫度高達(dá)10億度。2018年，天文學(xué)家觀測到，黑洞1ES 1927+654的冕曾變得黯淡無光，而后又緩緩恢復(fù)亮度。在一段時間，重新形成的冕成為天空中最亮的X射線源之一。

這張圖顯示了被稱為“冕”（紫色）的移動特征是如何在黑洞周圍產(chǎn)生X射線耀斑的。（圖/NASA）

到了2022年，科學(xué)家通過多鏡面X射線望遠(yuǎn)鏡（XMM-Newton）再次觀測到這顆黑洞的異常。他們注意到，從這顆黑洞發(fā)出的X射線脈沖的頻率正以穩(wěn)定的速度加快：在兩年的時間里，從每18分鐘一次增加到每7分鐘一次。這種毫赫茲范圍內(nèi)的X射線閃爍加速是迄今為止未曾記錄的現(xiàn)象。

1ES 1927+654的射電圖像顯示，在強(qiáng)烈的射電耀斑之后，從星系的中心黑洞兩側(cè)噴出的等離子體射流似乎正在形成結(jié)構(gòu)。第一張照片拍攝于2023年6月，沒有顯示出噴流的跡象，可能是因?yàn)闊釟鈸踝×怂囊暰€。然后，從2024年2月開始，這些特征出現(xiàn)并向遠(yuǎn)離星系中心的方向擴(kuò)展。（圖/NRAO/Meyer at al. 2025）

探索起源

是什么導(dǎo)致了這一前所未有的觀察結(jié)果？科學(xué)家提出多種可能的機(jī)制來解釋這種現(xiàn)象。一種模型表明，黑洞的冕可能正在振蕩并開始逐漸收縮，導(dǎo)致隨著尺度的變小，振蕩頻率加快。目前，科學(xué)家對黑洞的冕的振蕩的了解仍處于早期階段。

另一種更有可能的解釋涉及一顆白矮星。根據(jù)模型推測，這顆白矮星的質(zhì)量可能約為太陽的十分之一，而相比之下，超大質(zhì)量黑洞本身的質(zhì)量則達(dá)到約100萬太陽質(zhì)量。

當(dāng)任何天體如此接近超大質(zhì)量黑洞時，它可能發(fā)射引力波，這些引力波逐漸將天體拖向黑洞的引力邊界——事件視界（任何東西一旦進(jìn)入黑洞的這一邊界都將無法逃脫）。隨著白矮星逐漸接近黑洞，其軌道速度會加快，這正是研究團(tuán)隊(duì)觀察到X射線振蕩頻率加速的潛在原因。

實(shí)際上，這顆白矮星正處于一條“單程旅途”的邊緣。研究人員估計，它與事件視界之間的距離可能只有幾百萬英里（1英里 ≈ 1.6千米）。然而，盡管如此接近黑洞，研究人員預(yù)測這顆白矮星并不會立即墜入黑洞中。雖然黑洞強(qiáng)大的引力作用會將白矮星拉向內(nèi)側(cè)，但白矮星也會不斷脫落其外層的一部分物質(zhì)，這些物質(zhì)被黑洞吸積的同時會產(chǎn)生一定的反作用，使得這顆白矮星得以維持平衡并暫時抵抗黑洞的吞噬。這顆白矮星可能正處于一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，未來的觀測將進(jìn)一步揭示它的命運(yùn)。

藝術(shù)渲染圖：一顆白矮星正繞著超大質(zhì)量黑洞運(yùn)行。（圖/Aurore Simonnet / Sonoma State University）

未來展望

研究人員計劃利用現(xiàn)有及未來的天文望遠(yuǎn)鏡對該系統(tǒng)進(jìn)行長期觀測，以深入探索黑洞內(nèi)部區(qū)域的極端物理環(huán)境。一旦空間激光干涉儀（LISA）于2030年代中期啟動，將為捕捉該系統(tǒng)發(fā)出的引力波提供絕佳機(jī)會。

研究人員表示，從這個系統(tǒng)中可以學(xué)到的一點(diǎn)是——永遠(yuǎn)不要停止關(guān)注它，因?yàn)樗赡茈S時揭示新的物理現(xiàn)象。

#參考來源：

https://news.mit.edu/2025/x-ray-flashes-nearby-supermassive-black-hole-accelerate-mysteriously-0113

https://arxiv.org/abs/2501.01581

#圖片來源：

封面圖&首圖：Aurore Simonnet / Sonoma State University