类星体消失的问题

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-04 18:50:39 | 作者:Melipal 译 | 来源:Sky & Telescope | 浏览:1047次 ]

原文标题:The Case of the Disappearing Quasar

作者:Monica Young   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2016. 1. 27

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

当黑洞驱动的信标变暗之时,天文学家希望弄清原因。

花费了13年跟踪一个遥远类星体的天文学家在佛罗里达州基西米市(Kissimmee)召开的美国天文学会(AAS)会议上报告称,这个类星体的所有信号都消失了。

在几年的时间里,一个名为SDSS J1011+5442(这张艺术概念图描绘了它的形态)的类星体几乎所有的信号都消失了。虽然黑洞还在那里,但它一度壮盛的欢宴的光谱特征,如在蓝光连续谱上跳跃而出的宽阔发射线(参见插图中的黄色光谱)消失了,取代它的只是一个普通星系的光谱(插图中的青绿色光谱)。(图片提供:Dana Berry / SkyWorks Digital, Inc. / SDSS collaboration)

这个类星体叫做SDSS J1011+5442,最初是2002年由斯隆数字巡天(SDSS)发现的。次年后续的光谱观测表明,它在星系中心拥有一个疯狂吞噬物质的典型特大质量黑洞。当气体流入这个庞大的黑洞之时,物质被加热,并发出蓝光。

在接下来的10年里,多项巡天对这个类星体的行为进行了监测。SDSS、广域红外巡天探测器(WISE)卫星、MIT林肯实验室的林肯近地小行星研究(LINEAR)计划,以及卡塔里纳(Catalina)巡天继续考察着J1011+5442。这些年来,这个类星体的亮度持续下降。虽然类星体经常会在1年的时间里增亮或减暗0.1个星等,但这次的亮度衰减更具系统性。

2015年,作为时域光谱巡天(TDSS)的一部分,当来自宾夕法尼亚州立大学的杰西·鲁诺埃(Jessie Runnoe)与同事再次对这个类星体进行观测时,他们再度使用SDSS来拍摄这个巨型黑洞气体盘的光谱。他们没有发现任何东西——这个类星体几乎所有的信号都消失了。相反,他们只看到了一个相对寻常的星系。小组将结果发表在了《皇家天文学会月刊》杂志上。

众多之一

但是这并非第一个事例,也不是最后一个。《天空和望远镜》杂志曾经在1年多之前报道过一个类似的类星体关闭事件,当时一个名为SDSS J0159+0033的明亮类星体在类似的时间段内淡出了视线。甚至在此之前,不太明亮的事例也发生过多次:马卡良590马卡良1018NGC 7603,还有其他若干事例。

这些“易容”的活动星系(这是此类天体的统称)看上去分为两类。其中之一是,一片从前方通过的尘埃云团暂时遮掩了我们观测吞噬黑洞的视线。云团模型往往可以解释X射线亮度的下降,原因是黑洞周围的X射线辐射区很小,更容易被一片云团所遮掩。

但是在类星体的可见光辐射像J1011+5442这样完全消失的情况下,云团模型就在字面意义上被歪曲了。类星体的可见光辐射来自吸积盘的外区,而为了遮掩整个盘面并阻隔它所有的辐射,云团就必须要非常庞大。相反,黑洞的进食是更可能的过程。为了解释J1011+5442的消失,黑洞要将吸积速率减少10倍。

尚未清空餐盘?

不过难以解释的是黑洞如何在如此短的时间内在“开启”和“关闭”状态之间进行切换的。鲁诺埃说:“盘面发出可见光辐射的最外围要花费800年时间才能被全部清空。然而这个类星体的可见光辐射并不是逐渐下降,而是在区区2年的时间里完全消失的,这说明黑洞在以不可能的速率吞噬气体。”

为了解释这一差异,她提出,这个类星体并未在此期间完全清空餐盘。相反,它只是吞掉了吸积盘内区距离最近、温度最高的那些气体。这一过程可以很快地发生,快至一两个月。炽热的内层气体在螺旋落入黑洞的过程中会发出紫外光,将外盘照亮,并让这里发光。因此当黑洞附近的紫外信标变暗后,外围盘面也不再发出可见光辐射。

论文的合作者、来自华盛顿大学的约翰·鲁安(John Ruan)称,小组将对J1011+5442的宿主星系进行继续的监测,因为还存在“明显的可能性”,这个类星体可能会再次开启。此外,TDSS已经发现了数十个其他的类星体归于宁静。随着其他的瞬变搜索计划即将上马(如刚刚开始的TDSS计划以及预计于2019年启用的大口径全天巡视望远镜LSST),这样的事件还会出现更多。

(全文完)

Tags:类星体 关闭

责任编辑:Melipal

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