【EASY 讀論文 002】晚了兩年的黑洞飽嗝

林彥興


最近一項研究獲得了相當的關注。天文學家發現,2018 年曾發生過「潮汐瓦解事件(TDE)」的一顆超大質量黑洞,竟然近三年之後,又「突然又噴出一堆物質」,前所未見。

對本來就了解黑洞的人來說,這個敘述本身算是正確的(CfA 的新聞稿也是用「Black Hole Spews Out Material」這樣的措辭),但是很容易讓一般人對這個事件產生誤解。其實這次觀測,並沒有看到任何物質從黑洞「裡面」噴出來,沒有違反廣義相對論,更不是什麼顛覆物理的重大發現。按目前的理解,這個「遲到的飽嗝」,只是黑洞周遭的結構導致的現象。但確實,這是前所未見的有趣發現。

先說說天文學家具體觀測到了什麼:
1. 2018 年 11 月,天文學家在巡天觀測的資料中,發現位於六分儀座的一個不起眼的小星系,竟然突然亮了起來,事件命名為「AT 2018hyz」。經過光譜與光變曲線的分析,天文學家認定這是一場潮汐瓦解事件(TDE),即有恆星在經過星系中心的超大質量黑洞時,受黑洞強大的重力/潮汐力摧毀,大量物質高速吸積、碰撞而發出強光。
2. 隨後,天文學家每隔一段時間,就會用電波、毫米波等各個波段的望遠鏡監測 AT 2018hyz 的亮度。而後他們發現,在爆發之後 970 多天,AT 2018hyz 居然在無線電波段又重新亮了起來。這種無線電突然增強的狀況,通常都是由強烈的噴流(jet)或是外流(outflow)所產生。這並不是天文學家首次看到 TDE 的光學與無線電波段爆發時間錯開,但像 AT 2018hyz 這樣相差超過兩年還是第一次。

觀測本身其實差不多就這樣(其實還有一些細節,但就不詳述了)。論文作者們藉由這些觀測,進一步分析了噴流的能量、速度、開始的時間等特性。而關鍵的問題在於,是什麼原因造成光學與無線電波段爆發時間錯開呢?

依現有的資料,答案很簡單:不知道。這是前沿科學,沒有定論是很正常的事。但基本上幾個可能的原因,都跟黑洞周遭物質狀態以及磁場有關,因為噴流的形成對這兩者相當敏感。而天文學家們正規劃用更多望遠鏡持續觀測 AT 2018hyz,直到解開謎團的那天。

論文傳送門

Credit: DESY, Science Communication Lab

留言