神秘的天文信號顯示有黑洞噴射物直指地球

天文學家已經確定了一個令人難以置信的明亮的X射線、光學和無線電信號的來源，該信號出現在宇宙邊緣距離我們的一半處。該信號被命名為AT 2022cmc，是今年早些時候由加利福尼亞的Zwicky瞬變設施發現的。今天（11月30日）發表在《自然-天文學》上的研究結果表明，它可能來自于一個物質的噴射，以接近光速的速度從一個超大質量的黑洞中噴射出來。

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包括來自麻省理工學院和伯明翰大學的研究人員在內的研究小組認為，噴流是一個突然開始吞噬附近恒星的黑洞的產物，在這個過程中釋放了大量的能量。他們的發現可以為超大質量黑洞如何進食和生長提供新的線索。

茲威基瞬變設施使用安裝在南加州帕洛瑪天文臺的塞繆爾-奧斯欽望遠鏡上的最先進的寬視場相機掃描天空。資料來源：帕洛瑪天文臺/加州理工學院

天文學家已經觀察到了其他這樣的"潮汐破壞事件"，即TDEs，其中一顆經過的恒星被黑洞的潮汐力撕碎了。然而，AT 2022cmc比迄今為止發現的任何TDE都要亮，而且在大約85億光年之外，也是迄今為止發現的最遠的TDE。

研究小組利用歐洲南方天文臺在智利的甚大望遠鏡測量了與AT 2022cmc的距離。

伯明翰大學的副教授Matt Nicholl博士說。"我們的光譜告訴我們，這個源頭很熱：大約3萬度，這是典型的TDE。但是我們也看到了這個事件發生地的星系對光線的一些吸收。這些吸收線向更紅的波長高度偏移，告訴我們這個星系比我們預期的要遠得多！"

位于智利阿塔卡馬沙漠的帕拉納爾天文臺的超大型望遠鏡，或稱VLT。資料來源：A. Ghizzi Panizza/ESO

這樣一個遙遠的事件怎么會在我們的天空中顯得如此明亮？研究小組說，黑洞的噴流可能直接指向地球，使信號看起來比噴流指向任何其他方向的時候更亮。這種效應是"多普勒增強"，類似于路過的警報器發出的放大的聲音。

AT 2022cmc是迄今為止探測到的第四個多普勒增強的TDE，也是2011年以來觀察到的第一個此類事件。它也是第一個用光學巡天發現的被提升的TDE。隨著更強大的望遠鏡在未來幾年的啟動，它們將揭示出更多的TDEs，這可以揭示出超大質量黑洞是如何成長并塑造其周圍的星系的。

在AT 2022cmc的最初發現之后，研究小組使用中子星內部成分探索器（NICER）集中研究了這個信號，這是一個在國際空間站上運行的X射線望遠鏡。

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美國宇航局的中子星內部成分探測器（NICER），在中間，是國際空間站上的一個X射線望遠鏡。資料來源：美國宇航局

"前三天的情況看起來很正常，"Dheeraj"DJ"Pasham回憶說，他是這項研究的第一作者。"然后我們用X射線望遠鏡觀察它，我們發現的是，這個源比最強大的伽馬射線暴余輝要強大100倍。"

通常情況下，天空中這種明亮的閃光是伽馬射線暴--從大質量恒星坍縮中噴出的極端X射線射流。

伯明翰大學的助理教授Benjamin Gompertz博士領導了伽馬射線暴的對比分析工作。"他說："伽馬射線暴是這樣的事件的通常嫌疑人。然而，盡管它們很亮，但一顆塌陷的恒星所能產生的光是有限的。因為AT 2022cmc如此明亮，持續時間如此之長，我們知道一定有什么真正巨大的東西在推動它--一個超大質量黑洞。"

極端的X射線活動被認為是由"極端吸積事件"驅動的，當被撕碎的恒星落入黑洞時產生了一個碎片的漩渦。事實上，研究小組發現，AT 2022cmc的X射線亮度與之前探測到的三個TDEs相當，雖然比它們更亮。

"它可能正在以每年一半的太陽質量的速度吞噬恒星，"Pasham估計。"這種潮汐破壞很多都發生在早期，而我們能夠在黑洞開始吞噬恒星的一周內，就捕捉到這個事件。"

"我們預計未來會有更多這樣的TDEs，"共同作者Matteo Lucchini補充說。"然后，我們可能最終能夠解釋黑洞究竟是如何發射這些極其強大的噴流的。"