2019年12⽉,天⽂学家惊讶地发现,在3亿光年之外,⼀个名为SDSS1335+0728的宁静星系突然活跃了起来,向太空发射紫外线、可⻅光和红外光。更令⼈惊讶的是,今年2⽉,天⽂学家发现这个星系变得越来越活跃——它开始发射X射线。为了理解其中的原因,天⽂学家使⽤了来⾃多个空基和地基天⽂台的观测数据。
在⼀项于近⽇发表在《天⽂学与天体物理学》杂志的研究中,天⽂学家认为他们可能正在⽬睹⼀个超⼤质量⿊洞开始吞噬周围的⽓体,将⾃⼰转化为⼀个活动星系核(AGN)。这是⼀种从未在星系中观察到的变化。
最初,SDSS1335+0728的不寻常亮度变化是由茨威基暂现源设施(ZTF)探测到的。ZTF是⼀种⾃动望远镜,被⽤于寻找夜空中会变化的天体。⼀开始,研究⼈员认为,这应该是⼀个常规的活动星系核事件。
⼤约10%的星系中⼼,都有⼀个明亮的活动星系核。天⽂学家认为,当⼀个⽓体盘在星系中⼼的⿊洞周围形成,⽓体开始被吸⼊时,活动星系核就形成了。在如此极端的引⼒下,盘上的摩擦可以将⽓体加热到⾮常⾼的温度,从⽽产⽣强烈的辐射。
过去的⼀些研究表明,活动星系核的亮度似乎会随时间变化,并且会在很⻓的时间尺度上(1万年~1000万年)断断续续地发出脉冲。
但在这个例⼦中,当研究⼈员追溯过去20年间的档案数据时,并没有发现SDSS1335+0728有显示出明显的活动迹象。这激起了天⽂学家的好奇⼼。他们决定利⽤6个不同望远镜的档案图像和光谱来追溯这个星系的宁静过往。
接着,他们⼜利⽤南⽅天体物理研究望远镜(SOAR)、格雷尔斯⾬燕天⽂台(Swift)、凯克天⽂台(WMKO)和甚⼤望远镜(VLT)进⾏了跟踪观测,这些天⽂台覆盖了从X射线、紫外线到光学、红外光的波段,收集了⼤量关键的数据。
在⽐较了2019年12⽉前后的观测数据后,研究⼈员发现SDSS1335+0728现在辐射出更多的紫外线、光学和红外波段的光。⽽在2024年2⽉,它开始发射X射线。
这种现象是前所未有的。通过进⼀步的观测和分析,研究⼩组得出结论,认为最能解释这种快速变亮的可能性是:在SDSS1335+0728的中⼼,有⼀个质量是太阳100万倍的⿊洞。这个超⼤质量⿊洞正在“觉醒”,启动了活动星系核。如果这⼀可能性能最终得到证实,那么这将标志着天⽂学家⾸次实时观测到了“⿊洞觉醒”的过程,捕捉到了活动星系核的启动。
不过,还有⼀些现象,也能解释星系的突然发光,⽐如潮汐瓦解事件。
当⼀颗恒星太靠近⿊洞并被撕裂时,就会发⽣潮汐瓦解事件。不过,这样的事件通常会导致更明亮的信号,⽽且它们通常只能持续⼏⼗天,最多⼏百天。研究⼈员表示,⽬前,所有已观测的数据都表明,天⽂学家可能⾸次观测到了活动星系核的形成。但是,这并不能排除这有可能是由⼀个异常缓慢的潮汐瓦解事件,甚⾄是⼀个未知的新现象导致的结果。
他们希望,未来能够通过VLT和即将投⼊运⾏的特⼤望远镜(ELT)的观测,来进⼀步排除其他解释,并更多地了解导致活动星系核的觉醒机制。⽆论究竟是什么导致了这种亮度变化,这些研究都为了解⿊洞是如何⽣⻓和演化的提供了宝贵信息,并且有助于揭示我们的银河系是否有⼀天会上演类似的事件。