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“爱因斯坦探针”或捕捉到黑洞撕裂白矮星过程

中国天文学家称,2025年7月观测到的亮度极高、快速衰减的X射线事件,最合理解释是黑洞撕裂致密星遗骸。

黑洞撕裂恒星形成发光气流的艺术想象图
黑洞撕裂恒星形成发光气流的艺术想象图 图片: ESA/Hubble, M. Kornmesser, CC BY 4.0 来自维基共享资源

中国科学院国家天文台的研究人员表示,中国“爱因斯坦探针”卫星探测到的一次强烈宇宙爆发,可能是人类首次直接观测到中等质量黑洞撕裂白矮星的过程。相关研究发表于《科学通报》(Science Bulletin),中国科学院于2026年2月9日公布了这一成果。

这一事件编号为EP250702a,于2025年7月2日在卫星宽视场X射线望远镜的常规巡天观测中被捕捉到。后续分析显示,早在NASA“费米”卫星探测到相关伽马射线暴约24小时之前,该望远镜就已记录到来自同一位置的X射线。研究人员将其源头追溯至一个距地球约80亿光年的星系。

论文共同第一作者、国家天文台李东悦表示:“早期的X射线辐射使这次事件有别于典型的伽马射线暴。伽马射线暴通常以突发的伽马射线闪光开始,而这次事件中,中心‘引擎’却是先在X射线波段被激活的。”

在初始耀发约15小时后,宽视场望远镜捕捉到剧烈的X射线爆发,峰值亮度达每秒3×10^49尔格,是迄今观测到的最亮瞬变天体事件之一。此后,探针的后随X射线望远镜对该源持续跟踪观测了20天。在一次持续约一天的强烈爆发后,其亮度下降超过10万倍,X射线谱也变软。研究团队表示,其亮度和快速变化特征表明存在一条方向接近我们视线的狭窄相对论性喷流,其体洛伦兹因子至少为56。

研究人员得出结论,这一事件最可能是一个中等质量黑洞撕裂白矮星并喷发出喷流所致。与已知的黑洞撕裂恒星的潮汐瓦解事件相比,该事件在数天内即已衰减,而非历时数年,喷流能量更高,X射线峰值光度也至少高出十倍。论文共同第一作者、国家天文台张文达表示:“亮度的快速衰减与极高光度相结合,表明被撕裂的天体密度远高于典型恒星。”

“费米”卫星的数据还限定了该黑洞的质量。论文另一位共同第一作者、郑州大学杨军表示:“该源快速的流量变化表明,中心黑洞质量不超过太阳质量的7.5万倍,这基本排除了中心天体为超大质量黑洞的可能性。”中等质量黑洞的质量约为太阳质量的100至10万倍,被认为可能是更大黑洞的“种子”,但一直难以被发现。研究团队表示,若该事件得到证实,这将是首次明确探测到中等质量黑洞摧毁白矮星的过程。

“爱因斯坦探针”卫星(中文代号“天关”)于2024年1月9日由长征二号丙火箭从西昌卫星发射中心送入太空。该任务由中国科学院牵头,欧洲空间局、德国马克斯·普朗克地外物理研究所和法国国家空间研究中心(CNES)为合作伙伴。欧洲空间局已批准将参与该任务的时间延长至2029年。

来源

  1. Chinese Academy of Sciencesenglish.cas.cn
  2. Phys.orgphys.org
  3. European Space Agencycosmos.esa.int

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