天空中那些转瞬即逝的射电辐射源,被称为射电瞬变源,可能起源于星系中心的超大质量黑洞附近。它们源于极端物理条件下发生的一系列过程。虽然大多数与星系中心相关的射电瞬变源仅持续数天或数周,但星系SDSS J110546.07+145202.4已经在射电波段持续明亮闪耀了数年——这是人类发现的首个此类天体。

由马克斯·普朗克射电天文学研究所(MPIfR)的Stefanie Komossa领导的一个国际团队,利用新的观测数据以及从低能射电波到高能X射线的存档资料,对这一独特星系进行了研究。研究结果发表在《天体物理学杂志》上。

强烈而持久

强烈而持久

螺旋星系SDSS J110546.07+145202.4位于狮子座,距离地球约18亿光年。其射电辐射强度在短时间内增强到原来的20倍以上,并且没有减弱的迹象。八年多来,该星系在射电波段的亮度异常惊人——强度约为太阳的一亿亿(10¹⁶)倍。

“我们面对的是一类新型星系的原型,这些星系的射电辐射会急剧变化,”合著者、澳大利亚国家科学机构CSIRO的Phil Edwards评论道。

辐射源位于星系中心黑洞附近。这个黑洞的质量相对较低,但正在通过吞噬周围物质异常快速地增长。

“来自快速增长的、低质量黑洞的明亮射电辐射本身就很少见。它们转变为长期明亮的射电源,这种现象此前从未被观察到,”论文第一作者Stefanie Komossa说道。

“利用众多望远镜进行的后续观测,包括埃费尔斯贝格的100米(328英尺)射电望远镜、CSIRO澳大利亚望远镜致密阵列以及太空中的卫星,证实了该天体的独特性质,”共同作者亚历山大·克劳斯补充道。

基于庞大的数据集,研究团队怀疑多年来有更多物质落入黑洞,进而触发了一股喷流——一股以接近光速传播、会发出辐射的集中粒子束。究竟是什么原因导致更多物质落入黑洞,又为何这次爆发持续如此之久,目前尚无定论。

早期宇宙的近邻实验室

早期宇宙的近邻实验室

低质量和快速增长,正是早期宇宙星系中中央黑洞应有的特征。然而,与这些遥远的天体相比,SDSS J110546.07+145202.4就位于我们的宇宙近邻。这样一来,科学家就能进行详细观测,深入了解黑洞演化及喷流形成背后的物理过程。

“这类高能现象能为天文学家提供大量有价值的信息。通过观测这些喷流和爆发,我们可以研究宇宙中一些最极端环境下的物理过程,”合著者、悉尼大学悉尼天文研究所的科维·罗斯说。

未来,诸如超长基线阵列(VLBA)等高分辨率仪器将能够描绘出喷流的结构,并追踪射电辐射在未来几年内的变化。

“借助即将建成的SKA望远镜等灵敏设施,我们将能够在未来的巡天观测中识别出类似的射电瞬变信号。这对我们更全面地理解早期宇宙至关重要,”科莫萨表示。