邻近黑洞成为窥探早期宇宙的窗口

引言：一个不寻常的射电暂现源

天文学家在宇宙中经常发现短暂的射电辐射爆发，这些现象通常与星系中心超大质量黑洞附近的极端物理过程有关。大多数此类射电暂现源仅持续数天或数周，但一个国际团队发现了一个例外：星系SDSS J110546.07+145202.4已在射电波段持续明亮超过八年，成为首个已知的长时标射电暂现源。该研究由马克斯·普朗克射电天文学研究所的Stefanie Komossa领导，成果发表于《天体物理学报》。

星系与黑洞的基本特征

SDSS J110546.07+145202.4是一个旋涡星系，位于狮子座，距地球约18亿光年。这个距离在宇宙尺度上相对较近，使得天文学家能够详细观测其结构。该星系的中心黑洞质量相对较低，但正在以异常快的速度通过吸积物质增长。正是这种快速增长触发了持续的高能粒子喷流——一束以接近光速运动的粒子流，产生强烈的射电辐射。

持续八年的超强射电爆发

该星系的射电辐射强度在短时间内增加了20倍以上，并且至今没有减弱的迹象。其射电亮度约为太阳的10^16倍，即一千万亿倍。这种长期、高强度的射电爆发在已知星系中独一无二。合作者、澳大利亚联邦科学与工业研究组织的Phil Edwards评论说：“我们正在面对一种新型星系的原型，这类星系的射电辐射会发生快速变化。”

研究团队利用多台望远镜进行了后续观测，包括埃费尔斯贝格100米射电望远镜、CSIRO的澳大利亚望远镜致密阵列以及空间卫星。这些观测覆盖了从低能射电波到高能X射线的广泛波段，确认了该源的特殊性质。

喷流触发机制与未解之谜

基于丰富的数据，团队推测在过去几年中，有更多物质落入黑洞，从而触发了喷流。但为什么物质落向黑洞的速率会增加，以及为什么爆发能持续如此之久，目前尚未有定论。这种长期活跃的喷流在低质量黑洞中极为罕见，此前从未观测到从宁静状态转变为长期射电明亮状态的过程。

早期宇宙的本地实验室

低质量且快速增长正是早期宇宙中星系中心黑洞的典型特征。然而，那些遥远星系距离我们数十亿光年，难以详细观测。SDSS J110546.07+145202.4位于我们的宇宙邻域，为天文学家提供了一个独特的机会，可以近距离研究黑洞增长和喷流形成的物理过程。

合作者、悉尼大学悉尼天文学研究所的Kovi Rose指出：“这类高能事件能为天文学家提供丰富的见解。通过观测这些喷流和爆发，我们可以研究宇宙中一些最极端环境中的物理过程。”

未来观测前景

未来，甚长基线阵列等高分辨率仪器将能够绘制喷流的结构，并追踪未来几年射电辐射的演化。随着平方公里阵列等灵敏设施的投入使用，天文学家将能在未来的巡天中识别更多类似的射电暂现源。Komossa表示：“这对于填补我们对早期宇宙理解的空白至关重要。”

该发现不仅为理解黑洞喷流的形成和演化提供了新视角，也展示了如何利用邻近天体作为窗口，探索宇宙早期阶段的物理条件。随着更多观测数据的积累，这一独特星系将继续揭示黑洞与星系共同演化的奥秘。

原标题：A nearby black hole as a window into the early universe。 来源：phys.org。

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