天文學家捕捉到超大質量黑洞發射前所未見的宇宙爆炸,這是一個快速的 X 射線閃光,隨後在幾小時內伴隨著以每秒 60,000 公里速度飛向太空的風。這項發現是利用歐洲太空局的 XMM-Newton 和 XRISM 任務進行的,顯示出一個極端的連鎖反應在實時展開。
隨著閃光逐漸消退,黑洞突然噴出以五分之一光速的超高速風,這讓科學家們得以清晰地觀察到強烈閃光是如何觸發強大的物質流動。該事件發生在 NGC 3783,一個擁有 3,000 萬個太陽質量的黑洞的螺旋星系中。從其核心爆發出的明亮 X 射線閃光迅速減弱,但隨之而來的現象令觀測者驚訝。
主導研究的 Liyi Gu 表示:「我們之前從未觀察到黑洞以這樣的速度產生風。這是第一次,我們看到黑洞的快速 X 射線光束如何立即觸發超高速風,這些風在短短一天內形成。」
NGC 3783 的黑洞位於一個活躍的星系核(AGN)內,這是一個混亂的區域,物質向內螺旋,磁場扭曲並斷裂,高能粒子噴流向外擴散。Matteo Guainazzi 指出,AGN 是極具吸引力和強烈的區域,且是 XMM-Newton 和 XRISM 的重要目標。
研究人員相信,這次爆炸是因為 AGN 的纏繞磁場突然解開,釋放出能量,類似於太陽耀斑,但規模大數百萬倍。當這種磁場突然解開時,物質以相對論速度被拋出。「這些黑洞周圍的風似乎是因為 AGN 的纏繞磁場突然解開而形成的,與太陽上爆發的耀斑相似,但規模幾乎難以想像。」Guainazzi 補充道。
令人驚訝的是,這些黑洞風與大型太陽爆發(即日冕物質拋射)相似。最近太陽在 11 月 11 日發射了一次,將等離子體加速至每秒 1,500 公里,雖然這比黑洞風慢,但遵循的物理原理相似。研究人員指出,這項研究顯示超大質量黑洞有時會像我們的恆星一樣行事,讓這些神秘物體看起來不再那麼陌生。
由於 AGN 風會調節恆星形成並塑造星系的命運,因此揭開其磁性起源至關重要。Camille Diez 表示:「風的 AGN 在其宿主星系隨時間演化中也扮演著重要角色。了解 AGN 的磁性以及它們如何產生這種風,對於理解整個宇宙中星系的歷史至關重要。」
這次的發現需要兩個任務的合作。XMM-Newton 監測了閃光的上升和下降,並測量了風的強度,而 XRISM 的 Resolve 儀器捕捉了風的速度、結構和發射機制。Erik Kuulkers 表示:「他們的發現源於成功的合作,通過聚焦於一個活躍的超大質量黑洞,這兩個望遠鏡發現了我們之前未見的現象:快速、超高速的、由閃光觸發的風,類似於太陽上形成的風。」他補充道:「令人興奮的是,這表明太陽和高能物理在宇宙中可能以驚人的相似方式運作。」




