時間：2025-12-10 08:12:45 來源：桑間濮上網

國際天文學家團隊發現帶有扭曲吸積盤的黑洞MAXI J1820+070（圖片來源：論文作者、英國南安普頓大學五里河天文學院John Paice）
（神秘的天文團隊地球uux.cn報道）據中國科學報：一個來自南非、英國、學家吸積法國和美國的發現國際天文學家團隊發現，距離銀河系最近的扭曲一個黑洞周圍觀測到的光亮度有很大變化，該黑洞距離地球約9600光年，黑洞他們認為這是國際由于吸積盤的巨大扭曲造成的。相關研究近日發表于英國《皇家天文學會月刊》。天文團隊
這個名為MAXI J1820+070的學家吸積天體在2018年3月爆發，是發現一種新型X射線瞬變，由國際空間站上的扭曲日本X射線望遠鏡發現。該瞬變系統呈現出劇烈的黑洞爆發，科學家認為它們是國際雙星系統，由一顆類似太陽的天文團隊低質量恒星和一顆更致密的天體——白矮星、中子星或是學家吸積黑洞組成。若是黑洞，研究者認為MAXI J1820+070將包含一個質量至少是太陽8倍的黑洞。
這一發現是由美國變星觀測者協會（AAVSO）的全球業余愛好者在近一年的時間里獲得的廣泛而詳細的光曲線得出的。MAXI J1820+070是迄今為止觀測到的三個最亮的X射線瞬變現象之一，這是由于它離地球很近，又不在銀河系的模糊平面之外。它在好幾個月里都很亮，所以才有可能有這么多的業余愛好者跟隨它。
南安普頓大學教授員、研究小組成員Phil Charles解釋說：“來自正常恒星的物質被致密天體拉入其周圍的螺旋氣體吸積盤。當圓盤中的物質變熱且不穩定時，就會發生大規模的爆發，并在穿越視界之前聚集到黑洞上釋放出大量的能量。這個過程是混亂的，而且變化很大，時間尺度從毫秒到幾個月不等。”
研究團隊制作了一個可視化系統，展示了巨大的X射線輸出是如何從非常接近黑洞的地方發射出來的，然后輻射周圍的物質，特別是吸積盤，將其加熱到大約10000K的溫度，這就是發射出來的可視光。因此當X射線爆發減弱時，可見光也減弱了。
但在爆發近3個月后發生了一件科學家意料之外的事情，當時光曲線開始大幅調制——類似上下調光開關，亮度在峰值時幾乎增加了一倍，大約持續了17個小時。然而，X射線輸出沒有任何變化，仍然保持穩定。雖然在過去的X射線瞬態爆發中也曾觀測到小的準周期可見調制，但從未見過如此規模的調制。
是什么導致了這種不尋常的行為？Charles說：“從圖中所示的系統角度來看，我們可以很快排除通常的解釋，即X射線照亮了供體恒星的內表面，因為增亮發生在錯誤的時間。也不可能是隨著調制相對于軌道逐漸移動，從質量傳遞流擊中圓盤的地方發出的光發生了變化。”
研究團隊制作了一個可視化系統，展示了巨大的X射線輸出是如何從非常接近黑洞的地方發射出來的，然后輻射周圍的物質，特別是吸積盤，將其加熱到大約10000K的溫度，這就是發射出來的可視光。因此當X射線爆發減弱時，可見光也減弱了。
但在爆發近3個月后發生了一件科學家意料之外的事情，當時光曲線開始大幅調制——類似上下調光開關，亮度在峰值時幾乎增加了一倍，大約持續了17個小時。然而，X射線輸出沒有任何變化，仍然保持穩定。雖然在過去的X射線瞬態爆發中也曾觀測到小的準周期可見調制，但從未見過如此規模的調制。
是什么導致了這種不尋常的行為？Charles說：“從圖中所示的系統角度來看，我們可以很快排除通常的解釋，即X射線照亮了供體恒星的內表面，因為增亮發生在錯誤的時間。也不可能是隨著調制相對于軌道逐漸移動，從質量傳遞流撞擊星盤的地方發出的光發生了變化。”
這就只剩下一個可能的解釋了，巨大的X射線流照射吸積盤并導致其扭曲（如圖所示）。這種扭曲讓可被照亮的光盤區域大幅增加，從而使在一定時間內觀看到它時，視覺光能量急劇增加。這種行為曾在有更大質量供體的X射線雙星中被觀察到，但從未在像這樣有低質量供體的黑洞瞬變中看到過。作者表示，這為研究扭曲吸積盤的結構和性質開辟了一條全新的途徑。
“在一組已經很有趣的天體中，這個天體具有不同尋常特性，它們可讓我們了解很多關于恒星演化的端點和致密天體形成的知識。”Charles說，“我們已經知道銀河系中有幾十個黑洞雙星系統，它們的質量都在太陽質量的5-15倍范圍內。它們都是通過物質的累積而生長的，我們在這里已經看到了這種現象。”
大約從5年前開始，南非大型望遠鏡（SALT）瞬態天體的重大科學研究項目已經對緊湊雙星進行了許多重要的觀測，包括像MAXI J1820+070這樣的黑洞系統。該項目首席研究員南非天文臺的David Buckley則表示：“SALT是研究這些X射線雙星在爆發期間變化行為的完美工具，它可以定期監測幾周到幾個月，并可以與其他望遠鏡的觀測相協調，包括太空望遠鏡。”
相關論文信息：https：//doi.org/10.1093/mnras/stab3033
相關報道：銀河系發現吸積盤嚴重扭曲的神秘黑洞
（神秘的地球uux.cn報道）據新浪科技：國外媒體報道，目前，一支國際天文學家小組發現銀河系一個黑洞周圍存在較大的光線亮度變化，該黑洞距離地球9600光年，推測是由吸積盤出現較大程度扭曲變形所致。
2018年3月，這個被命名為MAXI J1820+070的黑洞噴射新類型X射線瞬變，被國際空間站日本X射線圖像監視望遠鏡（MAXI）觀測到，該瞬變過程呈現出劇烈爆發，MAXI J1820+070是雙星黑洞，由一顆類似太陽的低質量恒星和一顆較緊湊的天體構成，該天體可能是白矮星、中子星或者黑洞，在這種情況下，MAXI J1820+070存在一個黑洞，其質量至少是太陽的8倍。
這項發現發表在《英國皇家天文學會月刊》上，研究報告第一作者是南非天文臺（SAAO）博士后研究員杰西莫·托馬斯博士。據悉，MAXI J1820+070是迄今觀測到最明亮的三個X射線瞬變天體之一，這是由于它距離地球較近，并且在銀河系模糊平面之外，因為它明亮發光可持續幾個月時間，所以才會有許多天文愛好者對其進行觀測。
美國南安普頓大學研究員菲爾·查爾斯教授解釋稱，來自正常恒星的物質被致密天體拉入其周圍的螺旋氣體吸積盤，當吸積盤中的物質變熱且不穩定時，就會發生大規模爆發，并在穿越“事件視界（event horizon）”之前能量聚集在黑洞隨后釋放，該過程是非常混亂無序的，而且變化較大，跨越時間尺度從幾毫秒至幾個月不等。據悉，事件視界是一種時空的曲隔界線，視界中任何事件均無法對視界外的觀察者產生影響，在黑洞周圍的就是事件視界。在強大的引力影響下，黑洞附近逃逸速度會大于光速，使得任何光線都不可能從事件視界內逃離。
目前，托馬斯博士帶領研究小組設計了一個可視化系統，展示了鄰近黑洞區域出現巨大X射線輸出特征，照亮周圍的宇宙物質，尤其是吸積盤，使吸積盤加熱至大約1萬攝氏度，該狀況下可看到釋放的可見光線，這就是為什么當X射線爆發減弱時，可見光線也減弱。
然而，MAXI J1820+070能量爆發近3個月后發生了一件意想不到的事情，在大約17小時的時間里，可見光曲線開始出現巨大變化，這有點像將汽車變光開關上下轉動，亮度峰值瞬間翻倍。但是X射線輸出沒有任何變化，仍然保持穩定狀態，雖然之前在其他X射線瞬變爆發中，也曾觀測到較小準周期可見光調變，但從未觀測到如此規模的變化。
是什么原因導致這種不同尋常的變化？查爾斯教授說：“從圖像系統來看，我們可以很快排除一般性解釋，即X射線照亮了供體星內表面，因為增亮過程發生在錯誤的時間，同時，也不可能是由于伴隨軌道相對移動逐漸出現光線調變，而導致質量轉移流轟擊吸積盤產生光線變化。”
這樣就只有一種可能性解釋，即巨大X射線流照射吸積盤，并導致吸積盤出現扭曲現象。吸積盤扭曲提供了更大區域被X射線照亮，從而使視覺光線輸出急劇增大，從正確的時間進行觀測，該現象曾在有更大質量供體的X射線雙星中被觀測到，但從未在這樣低質量供體的黑洞瞬變中發現，這將為研究扭曲吸積盤結構開辟一條全新的途徑。
查爾斯教授稱，該現象增進了我們關于恒星演變的端點和致密天體形成過程的認知理解，目前我們已知銀河系中有幾十個黑洞雙星系統，它們的質量在5-15倍太陽質量之間，它們都是通常物質累積而生長的，這正好印證了我們的最新研究結果。
大約從5年前開始，南非大型望遠鏡（SALT）勘測瞬變天體，現已發現大量緊湊雙星系統，其中包括MAXI J1820+070這樣的黑洞系統，該研究項目首席研究員大衛·巴克利教授說：“SALT望遠鏡是研究X射線雙星在爆發期變化的完美儀器，它能定期監測幾周至幾個月，并可以和其他望遠鏡的觀測協調配合。”

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