作者：Ashley Strickland, CNN

黑洞是如何吞噬恒星的

 
 
 
 
 
 

银河系中有数以百万计的难以捉摸的黑洞隐藏在我们的眼皮底下，只有当它们吸食恒星时，才会偶尔通过X射线的爆发暴露出它们的存在。

由于黑洞释放出的X射线回声，天文学家已经确定了八对罕见的黑洞配对和围绕它们运行的恒星的位置。此前，在我们的星系中，只有两对已知的恒星发出X射线回声。

当这些天文现象被一颗恒星环绕时，黑洞双星就会出现，它们有时会用恒星来吸走气体和尘埃作为零食。

回声被转换成声波，可能会让你晚上睡不着。

黑洞爆发的解剖学

研究小组开发了一种名为“混响机”的自动化工具，在卫星数据中搜索黑洞双星的回声。

在他们的研究中，研究人员使用混响机查看了由NASA的X射线望远镜收集的数据，该望远镜被称为中子星内部成分探测器，或NICER，它是国际空间站的一部分。

 
在这张图中，黑洞将邻近的恒星上的物质吸积到一个吸积盘中。

该研究的第一作者、麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的研究生王静怡(Jingyi Wang)在一份声明中说:“我们在八个来源中看到了回响的新迹象。”“这些黑洞的质量是太阳质量的5到15倍，它们都位于双星系统中，拥有正常的、低质量的、类太阳恒星。”

在收集了8个回声后，研究人员将它们进行了比较，以观察黑洞在释放x射线时是如何变化的。8个双星系统也出现了类似的情况。

当黑洞从轨道恒星中吸收物质时，它们可以发射明亮的粒子“喷流”，以接近光速的速度流进太空。研究小组注意到，在这一过程中，黑洞将释放一个最后的，高能量的闪光，然后过渡到低能量状态。

当最后一次爆炸发生时，这可能意味着黑洞的高能等离子体环(或日冕)在消失前释放了高能粒子。

天文学家可以将这一发现应用于更大的超大质量黑洞，这些黑洞在星系中心起着“引擎”的作用，可以发射出塑造星系形成的粒子。

“黑洞在星系演化中的作用是现代天体物理学中一个突出的问题，”研究作者、麻省理工学院物理学助理教授艾琳·卡拉在一份声明中说。

“有趣的是，这些黑洞双星似乎是‘迷你’超大质量黑洞，所以通过了解这些小的、附近的系统中的爆发，我们可以了解超大质量黑洞中的类似爆发如何影响它们所在的星系。”

将X射线回波转化成声音

这些X射线辐射的回声可以帮助天文学家绘制黑洞的位置。这就像蝙蝠用来导航的回声定位。蝙蝠发出的叫声在障碍物反射后以回声的形式返回，而回声返回的长度有助于蝙蝠确定物体的距离。

黑洞回声是由日冕释放的两种x射线产生的，天文学家可以利用望远镜探测到这两种x射线所需要的时间来跟踪黑洞在吞噬恒星物质时的变化。

黑洞回声并不是我们不需要帮助就能听到的声音，所以卡拉与麻省理工学院材料科学与工程系讲师凯尔·基恩(Kyle Keane)和麻省理工学院人类学教授伊恩·康德里(Ian Condry)合作，将它们转化为声波。

研究小组追踪了X射线回声的变化，确定了转变阶段的时间滞后，并追踪了每个黑洞爆发演化的共性。

结果听起来像是20世纪50年代的科幻电影。

卡拉说:“我们刚刚开始能够利用这些光的回声来重建离黑洞最近的环境。”“现在我们已经证明，这些回声是常见的，我们能够以一种新的方式探测黑洞盘、喷流和日冕之间的联系。”

如果你想听更多令人毛骨悚然的黑洞声音，NASA刚刚发布了一些黑洞声音的混音版本，让你享受聆听的乐趣。