科學家看見奇怪的X射線火花違背了所有的解釋與常理

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按這裡放大照片 / 錢卓(Chandra)照片顯示這顆燃燒的天體,在照片左下方圓圈處。

在2005年,一件非常奇怪的事件被觀察到。一顆不明的天體,無法透過可見光偵測,釋放出強烈的X射線火花。它花了大約一分鐘的時間到達最大的亮度,比它停止釋放時的亮度大約亮90倍,而且大約比太陽亮一百萬倍。在逐漸消失前,這個火花持續了大約1小時。4年後,它再度發光。

X射線火花不是沒聽過,但這個事件不符合任何的分類。天文學家一般詳細查看火花的長度,以及它們多常發生,來決定是什麼樣的過程產生了它們。這些火花並不符合任何已知的機制,造成它們確實很神祕。

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為了要知道更多,一組研究人員決定詳細檢查來自錢卓太空天文臺(Chandra space observatory)XMM牛頓太空天文臺(XMM-Newton space observatory)的存檔數據。他們想知道是否有類似的現象正在宇宙其他地方發生,如果有的話,它可能可以提供有關這些奇怪火花本質的線索。然後,這些研究人員沒有失望,他們的搜尋包括了70個鄰近的星系,出現2個這類的火花。

異常的特徵

如同第一個火花,其他兩個在一分鐘內達到最大的亮度,而且持續了大約一個小時。其中一個火花在觀察期間重複發生多達5次,而研究人員估計這些重複發生可能很頻繁地每1.8天就會發生一次。當不在閃耀時,這些天體看起來像是正常的黑洞或是中子星。

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所有的火花幾乎無疑地來自於它們明顯的主星系,意味著它們並不是碰巧位於我們銀河系內前方的較密切恆星。

這些火花反而是在球形星系團(globular cluster)裡它們的星系外圍(儘管其中一個可能是矮星系)。球形星系團是少量的恆星團環繞在星系本身的外面。這是有問題的,因為長時間的伽瑪射線爆衝(gamma ray bursts)和高能量的超新星(需要一群年輕的恆星)是用來比較它們最容易的現象, 而這些在球形星系團裡的恆星是相當的老,使得這些解釋是靠不住的。

這些火花的來源也是難以理解的,因為就算不是在閃耀的時候,它們也比一般中子星還亮。

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因為中子星是如此的密緻,它們有強大的重力,在它們攫取物質時,允許它們發光。這個物質在盤旋進入中子星時會加熱,甚至在某些情況下,會觸發熱核燃燒(thermonuclear combustion)通道,這個過程會放射出大量的光。它也觸發重複的火花,但它們只維持幾秒鐘,而且是大約一百倍的暗。因此,它們不可能是相同的東西。

那麼它們到底是什麼?

除了「隨著更多的研究,我們將有更多的發現」之外,這個問題目前還沒有答案。但研究人員提出的合理解釋,全都與黑洞有關。一種可能性是這些黑洞的規模是中等的,大約介於太陽質量100倍到1,000倍。這樣質量的黑洞以它們盡可能最快的速度吞噬物質,可能產生被觀察到的火花。

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另一個可能性是這些黑洞是比較小的,但它們的磁極(pole)正對準著我們。它們可能從它們的磁極產生一個牢固的錐形狀X射線束,當它們旋轉時,每隔幾天就對指向我們。當這些磁極對準我們的方向時,我們把它看作是火花。然而,這並沒有解釋為什麼這些火花在火焰突然變旺後,會緩慢地減弱。

也可能是一個黑洞或甚至是一顆中子星,有時候以大大超越它們正常的物理極限速度,來吞噬物質。如果它有一顆帶著非常寬的軌道的伴星,這是有可能發生的。在恆星軌道最靠近的地方,這顆恆星會通過黑洞或中子星,並且造成物質更快速地掉進黑洞或中子星。

未來的研究可能更密切地調查這些爆發的頻率,以便於獲得有關這些奇怪新現象來源的線索。

來源:ars TECHNICA