这两个天体拥有共同的心跳,让科学家们感到困惑

这两个天体拥有共同的心跳,让科学家们感到困惑

距地球约 15,000 光年,我们银河系内一片云层空间像钟表一样发出超亮的伽马射线闪光。这还不是全部——研究人员发现,来自这片宇宙气体云的不寻常“心跳”与距离它 100 光年的黑洞脉冲同步跳动。研究人员仍然对这两者之间不寻常的长距离关系感到困惑。

一个国际研究小组利用波多黎各阿雷西博天文台和美国宇航局费米伽马射线太空望远镜的数据,在距离地球约 15,000 光年的天鹰座 SS 433 系统中发现了“心跳”。这项发现背后的科学家在周二发表在《自然天文学》杂志上的一篇论文中概述了他们的发现。

“微类星体是我们银河系中非常强大的粒子加速器,”天体物理学家、德国电子同步加速器洪堡研究员、这项研究的合著者李健说。“这可以为研究粒子在宇宙中如何产生和运输提供一个试验台。”

SS 433 是 1977 年发现的第一个已知微类星体,此后仅发现了几十个。微类星体是类星体的缩小版——类星体是已知宇宙中最明亮、最遥远的恒星状物体——两者均被认为由旋转的黑洞提供能量。

在 SS 433 系统中,黑洞围绕着一颗质量为太阳 30 倍的巨星运行。黑洞从巨星中吸取物质,形成一个旋转的吸积盘,并将物质排入黑洞。虽然有些物质会落入黑洞,但有些物质会通过两股从盘中心向相反方向喷出的喷流射入太空,就像车轮上的钉子一样。SS 433 的盘面在约 162 天的时间内像陀螺一样摆动,导致两股喷流以螺旋状进入太空,而不是以两条直线射出。

当研究人员对距离 SS 433 约 100 光年的不起眼的宇宙云(称为 Fermi J1913+0515)进行时间分析时,他们检测到一个伽马射线信号,其周期完全相同——162 天。“这种周期性是以前的论文或以前的理论所没有预料到的,”李说。“通过距离微类星体约 100 年的时间,甚至不在喷流路径上发现如此明确的联系,真是出乎意料。”

那么,为什么这两个毫无关联的物体会同步脉动呢?李和他的同事们提出了一个理论来解释:黑洞流出物中的质子与云相互作用,导致伽马射线发射和“心跳”。质子在黑洞流出物附近的喷流末端产生,然后被注入云中。每当质子撞击云时,它就会发出伽马射线。这些伽马射线脉冲可能构成了研究人员发现的宇宙“心跳”。

未参与这项研究的都柏林城市大学天体物理学教授玛莎·切尔尼亚科娃 (Masha Chernyakova) 表示:“最近发现的以 SS433 进动周期脉动的新费米源为我们提供了有关 SS433 发射的相对论性粒子传播的新信息。”换句话说,它让我们更好地了解了高能粒子如何在宇宙中弹射。

不过,正如切尔尼亚科娃指出的那样,该源相对较弱,因此研究人员需要更多数据才能真正了解这对不太可能同时发生的双星背后到底发生了什么。李和他的团队已经开始使用西班牙 IRAM 30 米毫米射电望远镜收集后续观测数据。

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