18亿光年外发现反常黑洞,射电信号持续输出八年未减弱

一个编号为SDSS J110546.07+145202.4的螺旋星系,距离地球约18亿光年,其中心的超大质量黑洞突然释放出强烈的射电信号,辐射强度在短时间内暴涨20倍以上,并且这种高亮状态已经持续了八年多,至今没有减弱的迹象。

通常情况下,类似的天体事件产生的射电辐射会在几天、几周甚至几个月内逐渐变暗消失。但这个黑洞像被某种力量打开了开关,进入了一种此前从未见过的长期射电高亮状态。

一个不该亮的灯亮了
这个星系被归类为窄线赛弗特1型星系。这类活跃星系的中心黑洞质量相对较低,但吞噬物质的速度很快。质量较小且快速成长的黑洞,本身很少产生明亮的射电辐射,更不用说保持这么长时间了。

研究团队的推测是,流入黑洞的物质突然激增,触发了强烈的粒子喷流。这道喷流以接近光速向外喷射,产生相当于太阳一亿亿倍的强烈射电辐射。

真正令人费解的是两件事。

第一,它在可见光和红外波段没有表现出类似的信号激增。也就是说,这头“宇宙野兽”只在射电波段吼叫,在其他波段却保持安静,这种行为很难用传统的潮汐破坏事件或耀变体活动来解释。

第二,研究团队至今不知道是什么突然增加了黑洞的物质供应,也不知道喷流为什么能维持八年不衰减。可能的解释包括黑洞遇到了一片新的气体库,或者吸积盘内部的物理条件发生了某种变化。

一个近在咫尺的“远古”实验室
这个发现的关键意义,在于它提供了一个研究早期宇宙的珍贵样本。

这种相对低质量、快速成长的黑洞,被认为是早期宇宙的常见特征。但那些真正的早期黑洞距离地球极其遥远,很难观测到它们的直接环境。而这个黑洞虽然距离我们18亿光年,在宇宙尺度上已经算是“近邻”了,可以进行更精细的跟踪观测。

用德国马克斯·普朗克射电天文研究所斯蒂芬妮·科莫萨的话说,这是一个绝佳的天然实验室,用来研究黑洞是如何发射并维持能量喷流的。

接下来,天文学家计划利用甚长基线阵列进行高分辨率跟踪,以解析喷流的具体结构。即将建成的平方公里阵列也可能在未来的巡天中发现更多类似的转变天体。如果找到更多同类样本,这个黑洞可能就不是一个特例,而是一个全新天体类别的首个成员。