黑洞驅動的噴射流發出神秘訊號!

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Black-Hole

天文學家發現一個看起來像是有規律的訊號,來自於被稱為1553+113耀類星體(blazar)。

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畫家的概念,顯示出一個超大質量黑洞射出一束電漿噴射流,筆直朝向地球。然而,在望遠鏡看來,這個物體(通常)看起來像是一個隨機閃爍的光點。NASA / JPL-Caltech

觀察blazar,有一點點像是站在相對的瀑布之下。向上看:眼前閃爍的光點是一個從超大質量黑洞射出的強而有力的電漿噴射流由正面看的話。

巨大電漿中自由飛行的電子,在磁場周圍以幾近光速的速度快速旋轉,而且它們的輻射遍及電磁光譜,經常淹沒其他形式的輻射。當紊亂、電漿突然大量湧進,或是某些其他的力徹底攪拌著噴射流時,我們甚至可以看到突然的爆發。

但是當Markus Ackermann(德國電子加速器研究所,DESY)和同事鑽研費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-Ray Space Telescope) 將近七年所收集的數據,他們看到了某些完全出乎意料中的東西,一個有規律的訊號來自一個blazar。從PG 1553+113來的伽瑪射線,似乎約略每2.2年變亮,至今捕獲了三次完整的週期。

此外,其他的波長似乎對這個週期產生回響。受到發現伽瑪射線的激勵之下,Ackermann的研究小組從blazar監督活動中,找到無線電波和光的量測方法,兩種波長顯示出相同週期訊號的跡象。研究小組也觀看多年來從Swift和Rossi X射線時域探索器(Swift and Rossi X-ray Timing Explorer)太空船所收集到的X射線數據,但是沒有足夠的數據指向一個合適的分析。

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研究結果刊登在11月10日的天文期刊通訊 (敲擊這裡看全文)

伽瑪射線脈衝

如果這個訊號是真的,它一定來自於黑洞驅動的噴射流,以及作者探索的一些解釋。

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這個光曲線顯示blazar PG 1553+113的亮度如何對超過一億電子伏特能量的伽瑪射線變化。這個標繪圖包含了從2008年8月4日到2015年7月19日的數據,展示出三個明顯有規律二年週期的完整週期。M. Ackermann & others / Astrophysics Journal Letters

舉例來說,噴射流可能正在按歲差前進或旋轉,每兩年左右清掃它通過地球的波束。或者可能是一個強大的磁場,阻塞氣體流朝向黑洞,產生不穩定,然後有規律地氾濫帶有物質的噴射流。最迷人的預期是有另一個超大質量黑洞在系統裡,它的存在影響氣體流和噴射流組合。

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儘管在這一點上,作者承認他們沒有足夠的數據在這些可能性之間做區別,未來的監視可能會補救。

保持觀察

Alan Marscher (波士頓大學),沒有涉入這項研究的blazar專家說:”關於僅僅以二到三個週期作為依據的週期性主張,我總是懷疑的。” 他補充道:”甚至完整的隨機過程,能夠在短期時間內,產生明顯有規律的訊號。”

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這些光曲線,比較blazar如何在X射線(圖上方)、可見光(圖中間)和無線電波(圖下方)變化。雖然沒有足夠的X射線來追蹤在伽瑪射線所看到的規律變化,可見光和無線電波數據似乎對伽瑪射線週期產生回響,顯示於圖中間的虛線。M. Ackermann & others / Astrophysics Journal Letters

關於數據的限制,Ackermann的研究小組是坦率的。畢竟已經知道blazar是隨機在閃耀,以及由於可疑的週期長度,迄今只有三個完整週期被捕獲。作者推估一些程度上的可能性,這訊號的確是隨機閃耀的一個機會組合。

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還有,訊號在遍及無線電波、可見光和伽瑪射線頻段被觀察到的事實,強化了這個例子。Marscher提到:”看見這樣遍及在不同波段、有良好相互關聯的波動,不是像所期待的簡單模型一樣普遍的。”

“值得去持續關注這個物體。”

來源: Skyandtelescope