124億光年外黑洞吞噬星體,巨大噴流以99.99%光速朝地球前進

124億光年外黑洞吞噬星體,巨大噴流以99.99%光速朝地球前進
科學家描繪出黑洞吞噬星體後發出噴流的狀況 | Photo Credit: Swinburne University of Technology

我們想讓你知道的是

洞吞噬星體時,會釋放出大量的能量,其噴流將以接近光速的速度穿越宇宙。而在AT2022cmc事件中,那一道能量光束就因為往地球直直射來,也成為科學家們了解黑洞的最好來源。

在浩瀚宇宙的某處,有顆恆星正在靠近張開大口的黑洞,當它們夠接近的時候,恆星就會開始被拉開——這個過程被稱作「義大利麵效應(spaghettification)」,而其產生的巨大噴流(jets)就有機會被地球偵測到。

這個現象稱為潮汐瓦解事件(TDE,tidal disruption event),上述的光景近期也被天文學家觀察到,在11月30日發表於《自然(Nature)》和《自然天文學(Nature Astronomy)》期刊上的論文中,研究人員在一次名為AT2022cmc的事件中,檢測到一個超大質量黑洞,吞噬了大約124億光年外的一顆恆星。

TDE釋放出非常明亮和巨大的能量噴流,亮到可以用光學望遠鏡觀察到。而那個噴流似乎正朝地球而來。

快達光速99.99%的噴流,正(遙遠的)往地球前進

CNN》報導,天文學家相信當黑洞吞噬星體時,會釋放出大量的能量,其噴流將以接近光速的速度穿越宇宙。

而在AT2022cmc事件中,那一道能量光束就因為往地球直直射來,而產生了「都卜勒效應」。

所謂的都卜勒效應,是指波源和觀察者有相對運動時,觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率會不相同的現象。

舉例來說,遠方急駛過來的火車鳴笛聲會變得尖細(頻率變高,波長變短),而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉(頻率變低,波長變長),就是都卜勒效應的現象。

而在宇宙裡,那些離我們遠去的光波,波長會越來越長,直到肉眼無法觀察。不過在AT2022cmc事件中,產生的光波對地球而言卻顯得越來越亮,可見它正離地球越來越近。《CNET》也引述論文內容,表示研究人員發現那道噴流的速度快達光速的99.99%。

CNN》報導提到,這個發現能夠讓研究人員更了解超大質量黑洞、以及它是如何吞噬星體的。

馬里蘭大學天文學家、也是《自然》期刊創辦人的安德烈昂尼(Igon Andreoni)教授受《Daily Beast》訪問時,表示AT2022cmc事件所發生的是個極罕見的現象,「因為噴流是直的,我們只有非常接近它指向的方向時,才能觀察到它。」

安德烈昂尼說,該事件發生的光在被地球觀察到之前,已在宇宙中傳播了大約85億年——這表示它發生的時間,宇宙年齡僅有現在三分之一。安德烈昂尼也提到,這個黑洞雖然「超大質量」,但並不比大多數的黑洞大,「『只有』我們太陽質量的幾億倍而已。」

研究人員:未來會有更多這樣的TDE

目前,科學家們正利用AT2022cmc的全光譜觀察,來確定它的溫度和與地球的距離。

CNN》報導引述伯明翰大學助理教授尼寇爾(Matt Nicholl)的說法,目前能量源的溫度大約有3萬度——這以TDE來說算是很正常。但該事件發生的星系也吸收了一些光、這些吸收線往較大的波長移動,可見那個星系比我們想的要遠得多。

值得注意的是,那個遙遠星系的中心尚不可見,因為他被AT2022cmc的亮度蓋住了,「當它最終變暗時,韋伯望遠鏡就可能觀測到那個星系。」

同時,研究人員也將繼續掃描宇宙,尋找TDE的噴流。尼寇爾說,「我們預計未來會有更多這樣的TDE,然後我們便能了解黑洞是如何發射這些強大噴流的。」

黑洞和射線對人類會有影響嗎?根據中研院《研之有物》報導,中研院天文所通信研究員賀曾樸院士表示,由於黑洞都離地球相當遠,因此黑洞透過輻射或重力對地球的影響,與太陽相比之下幾乎可以省略不計。

賀曾樸院士也指出,在純理論考量之下,如果人類可以利用物質落入黑洞周圍吸積盤所釋放的能量,將會比核能發電更有效率。「雖然現在聽起來有點科幻,但是當年瑪麗居禮(Marie Curie)首度發現放射性材料之後,人類其實很快就能夠製造出核反應爐。」

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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航