磁星突然爆炸，其亮度掩蓋了黑洞周圍的X射線！

一顆明亮的磁星對銀河系中心超大質量黑洞進行了光爆，挫敗了天文學家們用x射線望遠鏡研究這個黑洞的努力，這個黑洞被稱為人馬座A *。人馬座A*是已知離地球最近的超大質量黑洞，儘管它比最近拍攝到的梅西耶87星系中心的黑洞要小得多、安靜得多、暗得多，但它仍然是天文學家了解黑洞行為及其與周圍環境相互作用的最佳機會之一。但早在2013年，人馬座A *和地球之間的一顆磁星（一顆包裹在強大磁場中的超中子星(也稱為中子星)）被點亮了！從那以後，它就一直在干擾用x射線望遠鏡觀測黑洞的努力。

蒙特利爾麥吉爾大學的物理學家Daryl Haggard說：我們認為這可能是中子星表面的一次破碎，或者中子星上發生了一些非常劇烈的事件，導致中子星變得非常非常明亮，然後隨著時間的推移慢慢褪色。磁星是一種微小的天體，它們屬於一類恆星，其大小通常可與曼哈頓島相媲美，在這顆小星星亮起來之前，它沒有任何跡象表明它在那裡。2013年情況發生了變化，當時，哈格德是利用x射線望遠鏡數據觀察人馬座A*的一個團隊成員，該團隊旨在觀察黑洞將如何與G2相互作用——G2是一個巨大的氣體狀物體，將會非常接近黑洞。

錢德拉一張圖片顯示，2013年磁星突然在黑洞前亮了起來。圖片：Chandra X-Ray Observatory

黑洞不發出任何光，但是在它們活動區域外的熱氣體會發出光。人馬座A*周圍的雲通常只發出微弱光，但研究人員希望，當G2穿過它時，結果將是一些有趣的x射線閃光。然後在2013年4月24日，望遠鏡開始傳回一連串驚人的數據。第一個注意到這一突然變化的望遠鏡是NASA軌道望遠鏡Swift。當時正在觀察超大質量黑洞，試圖從這種相互作用中捕捉到一點x射線波長的信號，然後砰的一聲，磁星爆炸了。一道明亮的x射線閃光，起初，天文學家認為他們從黑洞中看到了一些前所未有的新現象，可能是一次巨大的耀斑。

大多數x射線天文台都沒有分辨兩個物體的解析度，尤其是在磁星發出如此明亮的光的情況下。這兩個天體在物理空間中相距很遠，大約2萬億英里(3.2萬億公里)，或三分之一光年。望遠鏡經常看到其他離黑洞較近的恆星作為不同的物體。但碰巧的是，人馬座A*和磁星(名為SGR 1745-2900)的角度如此之大，從地球的角度看，它們幾乎是彼此重疊的，在天空中相距僅2.4弧秒(整個天空的周長為129.6萬弧秒)，大多數x射線天文台幾乎把它們看作一個單一的物體。在2013年4月26日，美國宇航局的另一架軌道x射線望遠鏡NuSTAR在明亮的耀斑中發現了一些有趣東西：

來自Swift x射線天文台的圖像顯示，這兩個x射線源看起來像一個單一的物體。圖片：NASA

一種滴答作響的脈衝性質的光，峰值每3.76秒出現一次。即使在黑洞處於最激發態時，這種行為也不會發生在黑洞周圍的氣體雲中。三天後的4月29日，錢德拉x射線天文台（太空中同類望遠鏡中最敏銳的望遠鏡）對這幅圖像進行了足夠清晰的分辨，發現實際上存在兩種x射線源：明亮、閃爍的新光，以及相對較暗圍繞著一段寧靜氣體的輝光。當年5月，一組觀測人員在《天體物理學》(Astrophysical Journal)上發表報告稱，這種脈衝是一顆快速旋轉恆星上一個亮點的特徵，它指向地球，就像一座加速的燈塔，天體物理學家意識到他們看到的是一顆磁星。

錢德拉天文台(右圖)的特寫鏡頭顯示，當人馬座A*在2013年處於靜止狀態時，它幾乎不可見，因為在磁星右上角多了幾個光子。當黑洞周期性地爆發時，它變得更加明顯(左)。圖片：Chandra X-Ray Observatory

根據觀點，這要麼是一個徹底的痛苦，要麼是一個全新的驚人發現。隨著時間的推移，磁星的光芒已經褪去，儘管比平常要慢。這些天來，x射線亮度與黑洞周圍熱氣體的亮度差不多，這使得錢德拉更容易區分這兩者。不過它們看起來有點像一輛車的兩個前燈，它們相距太遠，已經開始融合在一起。甚至錢德拉也不容易分辨出哪些x射線光子來自黑洞周圍的熱氣體，哪些來自磁星。對於星系中心的觀察者來說，這類問題很典型，該地區有如此密集、明亮的熱物質雲，任何觀測都需要仔細從垃圾中挑選出好的數據，對於人馬座A*的觀察者來說，磁星只是又一個需要應對的挫折。

2014年一張圖片顯示了緩慢變暗的磁星是如何讓人馬座A*再次窺視。圖片：Chandra X-Ray Observatory

博科園-科學科普｜文: Rafi Letzter/Live Science

參考期刊文獻:《天體物理學》

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